HINTERGRUNDBACKGROUND
1. Technisches Gebiet1. Technical field
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf rotierende elektrische Maschinen.The present disclosure relates to rotating electrical machines.
2 Beschreibung des Standes der Technik2 Description of the prior art
Es sind rotierende elektrische Maschinen bekannt, die einen Anker mit einer mehrphasigen Ankerspule umfassen, die auf einen Ankerkern gewickelt ist. Darüber hinaus ist auch ein Verfahren zum Bilden der Ankerspule bekannt durch: (1) Einsetzen beider Schenkelabschnitte jedes der im wesentlichen U-förmigen Spulensegmente von einer axialen Seite des Ankerkerns aus in entsprechende Schlitze des Ankerkerns; und (2) Verbinden jedes entsprechenden Paares derjenigen Teile der Schenkelabschnitte der Spulensegmente, die auf der anderen axialen Seite des Ankerkerns aus den entsprechenden Schlitzen herausragen (siehe z.B. das japanische Patent Nr. JP 5702179 B2 ).Rotating electrical machines are known which comprise an armature with a polyphase armature coil which is wound on an armature core. In addition, a method of forming the armature coil is also known by: (1) inserting both leg portions of each of the substantially U-shaped coil segments into corresponding slots of the armature core from an axial side of the armature core; and (2) connecting each corresponding pair of those parts of the leg portions of the coil segments which protrude from the corresponding slots on the other axial side of the armature core (see, for example, Japanese Patent No. JP 5702179 B2 ).
Genauer gesagt, wird gemäß dem bekannten Verfahren ein im Wesentlichen S-förmiger Teil in einem Kopfabschnitt jedes der Spulensegmente gebildet, wodurch die Umfangsabmessung eines Kreuzungsbereichs, in dem der Kopfabschnitt ein Spulenende der Ankerspule radial kreuzt, reduziert wird. Folglich ist es möglich, die Kopfabschnitte der Spulensegmente, die sich jeweils von benachbarten der Schlitze des Ankerkerns erstrecken, kompakt zu überlappen, wodurch die Größe des Spulenendes der Ankerspule reduziert wird.More specifically, according to the known method, a substantially S-shaped part is formed in a head portion of each of the coil segments, thereby reducing the circumferential dimension of an intersection area in which the head portion radially crosses a coil end of the armature coil. As a result, it is possible to compactly overlap the head portions of the coil segments each extending from adjacent ones of the slots of the armature core, thereby reducing the size of the coil end of the armature coil.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben bei den bekannten rotierenden elektrischen Maschinen die folgenden Probleme festgestellt. Das heißt, in der Praxis kann es erwünscht sein, entsprechend den geforderten Leistungen die Konstruktionsspezifikationen der rotierenden elektrischen Maschinen zu ändern, wie z.B. die Reduzierung des Außendurchmessers des Ankers, die Erhöhung der Anzahl der im Ankerkern ausgebildeten Schlitze, die Erhöhung der Dicke der Spulensegmente oder die Erhöhung der Anzahl der Spulensegmente. In diesem Fall gäbe es selbst bei der bekannten Ankerspulenformungsmethode immer noch eine Grenze bei der Verringerung der Umfangsabmessung des Kreuzungsbereichs des Kopfteils jedes Spulensegments; daher könnte es unmöglich sein, flexibel Änderungen an den Konstruktionsspezifikationen der rotierenden elektrischen Maschinen vorzunehmen.The inventors of the present application found the following problems in the known rotating electrical machines. That is, in practice it may be desirable to change the design specifications of the rotating electrical machines according to the required performance, such as reducing the outer diameter of the armature, increasing the number of slots formed in the armature core, increasing the thickness of the coil segments or increasing the number of coil segments. In this case, even with the known armature coil forming method, there would still be a limit in reducing the circumferential dimension of the crossing portion of the head portion of each coil segment; therefore, it may be impossible to flexibly make changes to the design specifications of the rotating electrical machines.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme erstellt. Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Offenbarung, eine rotierende elektrische Maschine mit einer verbesserten Struktur bereitzustellen, mit der es möglich ist, die Konstruktionsspezifikationen leicht zu ändern und die Größe der rotierenden elektrischen Maschine zu minimieren.The present disclosure has been made in view of the above problems. It is therefore a primary object of the present disclosure to provide an electric rotating machine with an improved structure that enables the design specifications to be easily changed and the size of the electric rotating machine to be minimized.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine rotierende elektrische Maschine vorgesehen, die einen Anker umfasst. Der Anker umfasst einen ringförmigen Ankerkern und eine mehrphasige Ankerspule, die auf den Ankerkern gewickelt ist. Der Ankerkern hat eine Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung desselben angeordnet sind. Die Ankerspule ist aus einer Vielzahl von elektrischen Leitergruppen gebildet, die miteinander verbunden sind. Jede der Vielzahl von elektrischen Leitergruppen ist aus einem Bündel von Vielzahl von elektrischen Leitersegmenten gebildet. Darüber hinaus ist jede der Vielzahl von elektrischen Leitergruppen im Wesentlichen U-förmig und hat ein Paar von Schenkelabschnitten und einen Verbindungsabschnitt. Das Paar von Schenkelabschnitten wird jeweils in einem entsprechenden Paar der Schlitze des Ankerkerns aufgenommen und befindet sich an unterschiedlichen radialen Positionen in den entsprechenden Schlitzen. Der Verbindungsabschnitt erstreckt sich auf einer axialen Seite des Ankerkerns, um das Paar von Schenkelabschnitten zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt hat einen gebogenen Teil, der radial in Bezug auf die Umfangsrichtung gebogen ist. Die Vielzahl von elektrischen Leitergruppen sind so gepaart, dass jedes Paar der elektrischen Leitergruppen aus einer ersten elektrischen Leitergruppe und einer zweiten elektrischen Leitergruppe besteht, die beide zu einer gleichen Phase der Ankerspule gehören. Der Umfangsabstand zwischen dem Paar von Schenkelteilen der ersten elektrischen Leitergruppe ist größer als der Umfangsabstand zwischen dem Paar von Schenkelteilen der zweiten elektrischen Leitergruppe. In jedem Paar der elektrischen Leitergruppen sind die Anschlussabschnitte der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe so angeordnet, dass sie einander axial überlappen.According to the present disclosure, an electrical rotating machine is provided that includes an armature. The armature includes an annular armature core and a polyphase armature coil wound on the armature core. The anchor core has a plurality of slots arranged in a circumferential direction thereof. The armature coil is formed from a multiplicity of electrical conductor groups which are connected to one another. Each of the plurality of electrical conductor groups is formed from a bundle of a plurality of electrical conductor segments. In addition, each of the plurality of electrical conductor groups is substantially U-shaped and has a pair of leg portions and a connection portion. The pair of leg portions are each received in a corresponding pair of the slots of the anchor core and are located at different radial positions in the corresponding slots. The connecting portion extends on an axial side of the armature core to connect the pair of leg portions. The connecting portion has a bent part that is radially bent with respect to the circumferential direction. The plurality of electrical conductor groups are paired so that each pair of electrical conductor groups consists of a first electrical conductor group and a second electrical conductor group, both of which belong to the same phase of the armature coil. The circumferential distance between the pair of leg parts of the first electrical conductor group is greater than the circumferential distance between the pair of leg parts of the second electrical conductor group. In each pair of the electrical conductor groups, the terminal portions of the first and second electrical conductor groups are arranged so that they axially overlap one another.
Mit der vorstehenden Anordnung ist es möglich, einen größeren Abstand zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Verbindungsabschnitte der elektrischen Leitergruppen vorzusehen als im Fall der Anordnung der Verbindungsabschnitte der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen, die einander nicht axial überlappen. Folglich wird es einfacher, die Konstruktionsspezifikationen der rotierenden elektrischen Maschine zu ändern, wie z.B. die Verringerung des Außendurchmessers des Ankers, die Erhöhung der Anzahl der im Ankerkern ausgebildeten Schlitze, die Erhöhung der Dicke der elektrischen Leitersegmente oder die Erhöhung der Anzahl der elektrischen Leitersegmente, die in jeder der elektrischen Leitergruppen enthalten sind.With the above arrangement, it is possible to provide a larger distance between each circumferentially adjacent pair of the connecting portions of the electrical conductor groups than in the case of arranging the connecting portions of the first and second electrical conductor groups which do not axially overlap each other. As a result, it becomes easier to change the design specifications of the rotating electrical machine such as reducing the outer diameter of the armature, increasing the number of slots formed in the armature core, increasing the thickness of the electrical conductor segments, or increasing the Number of electrical conductor segments contained in each of the electrical conductor groups.
Darüber hinaus wird es mit der vorstehenden Anordnung möglich, den Abstand zwischen jedem axial benachbarten Paar der Anschlussabschnitte der elektrischen Leitergruppen zu verringern und dadurch die Größe eines Spulenendes der Ankerspule zu reduzieren, als in dem Fall, in dem die Anschlussabschnitte der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen so angeordnet sind, dass sie einander nicht axial überlappen. Hier wird das Spulenende aus allen Anschlussabschnitten der elektrischen Leitergruppen gebildet.In addition, with the above arrangement, it becomes possible to reduce the distance between each axially adjacent pair of the terminal portions of the electrical conductor groups and thereby reduce the size of a coil end of the armature coil than in the case where the terminal portions of the first and second electrical conductor groups are arranged so that they do not axially overlap each other. Here the coil end is formed from all connection sections of the electrical conductor groups.
Um die Verbindungsabschnitte der ersten und der zweiten elektrischen Leitergruppe so anzuordnen, dass sie einander axial überlappen, werden die elektrischen Leitergruppen an den Verbindungsabschnitten auf die gleiche Weise gebogen. Dadurch wird es möglich, Störungen zwischen jedem benachbarten Paar der Verbindungsabschnitte der elektrischen Leitergruppen zu verhindern. In order to arrange the connecting portions of the first and second electrical conductor groups so that they axially overlap each other, the electrical conductor groups are bent at the connecting portions in the same manner. This makes it possible to prevent interference between every adjacent pair of the connecting portions of the electrical conductor groups.
Da die Verbindungsabschnitte der ersten und der zweiten elektrischen Leitergruppe, die so angeordnet sind, dass sie einander axial überlappen, zu einer gleichen Phase der Ankerspule gehören, wird es außerdem möglich, das Auftreten einer elektrischen Entladung zu unterdrücken, selbst wenn die erste und die zweite elektrische Leitergruppe versehentlich miteinander in Kontakt gebracht werden.In addition, since the connecting portions of the first and second electric conductor groups arranged to axially overlap each other belong to a same phase of the armature coil, it becomes possible to suppress the occurrence of electric discharge even when the first and second electrical conductor group are accidentally brought into contact with one another.
In weiteren Ausführungsbeispielen können für jede der elektrischen Leitergruppen die die elektrische Leitergruppe bildenden elektrischen Leitersegmente an dem Paar von Schenkelabschnitten der elektrischen Leitergruppe in einer vorbestimmten Anordnungsreihenfolge in radialer Richtung so angeordnet sein, dass sie in den entsprechenden Schlitzen des Ankerkerns radial zueinander ausgerichtet sind. Am Anschlussabschnitt der elektrischen Leitergruppe sind die die elektrische Leitergruppe bildenden elektrischen Leitersegmente parallel zueinander angeordnet, wobei die Anordnungsreihenfolge der elektrischen Leitersegmente an dem Paar von Schenkelabschnitten der elektrischen Leitergruppe in den entsprechenden Schlitzen eingehalten wird.In further exemplary embodiments, for each of the electrical conductor groups, the electrical conductor segments forming the electrical conductor group can be arranged on the pair of leg sections of the electrical conductor group in a predetermined order in the radial direction so that they are radially aligned with one another in the corresponding slots of the armature core. At the connection section of the electrical conductor group, the electrical conductor segments forming the electrical conductor group are arranged parallel to one another, the order in which the electrical conductor segments are arranged on the pair of leg sections of the electrical conductor group in the corresponding slots.
Mit der vorstehenden Anordnung können die elektrischen Leitersegmente auf die gleiche Weise gebogen werden, wodurch die Herstellung des Ankers erleichtert wird. Außerdem können die elektrischen Leitersegmente entlang der Umfangsrichtung am Anschlussabschnitt angeordnet werden, wodurch die axiale Breite des Anschlussabschnitts verringert wird.With the above arrangement, the electrical conductor segments can be bent in the same way, thereby facilitating the manufacture of the armature. In addition, the electrical conductor segments can be arranged along the circumferential direction on the connection section, as a result of which the axial width of the connection section is reduced.
Die gebogenen Teile der Anschlussabschnitte der ersten elektrischen Leitergruppen können in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein. Der Umfangsabstand zwischen den gebogenen Teilen der Verbindungsabschnitte der ersten elektrischen Leitergruppen kann so eingestellt werden, dass er größer oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen des Ankerkerns und kleiner oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen ist. Die gebogenen Teile der Verbindungsabschnitte der zweiten elektrischen Leitergruppen können auch in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein. Der Umfangsabstand zwischen den gebogenen Teilen der Anschlussabschnitte der zweiten elektrischen Leitergruppen kann auch so eingestellt werden, dass er größer oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen des Ankerkerns und kleiner oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen ist.The bent parts of the connection sections of the first electrical conductor groups can be arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the bent parts of the connecting portions of the first electrical conductor groups can be set so that it is greater than or equal to the circumferential distance between the slots of the armature core and less than or equal to twice the circumferential distance between the slots. The bent parts of the connecting sections of the second electrical conductor groups can also be arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the bent parts of the terminal sections of the second electrical conductor groups can also be set so that it is greater than or equal to the circumferential distance between the slots of the armature core and less than or equal to twice the circumferential distance between the slots.
Mit der vorstehenden Anordnung wird es möglich, die axiale Breite des Spulenendes, das aus allen Anschlussabschnitten der elektrischen Leitergruppen besteht, zu reduzieren.With the above arrangement, it becomes possible to reduce the axial width of the coil end consisting of all terminal portions of the electrical conductor groups.
Für jede der elektrischen Leitergruppen kann einer des Paares von Schenkelabschnitten der elektrischen Leitergruppe in einem radial äußeren Teil eines entsprechenden Schlitzes des Ankerkerns aufgenommen werden und der andere des Paares von Schenkelabschnitten kann in einem radial inneren Teil eines anderen entsprechenden Schlitzes des Ankerkerns aufgenommen werden. Für jede der elektrischen Leitergruppen kann in dem gebogenen Teil des Verbindungsabschnitts der elektrischen Leitergruppe ein sich entlang einer radialen Richtung erstreckender, sich radial erstreckender Teil ausgebildet sein, in dem die elektrischen Leitersegmente, die die elektrische Leitergruppe bilden, in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet sind. Die sich radial erstreckenden Teile der Verbindungsabschnitte der ersten elektrischen Leitergruppen können in der Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein; die sich radial erstreckenden Teile der Verbindungsabschnitte der zweiten elektrischen Leitergruppen können in der Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein. Die folgende Beziehung ist erfüllt: Rc×2×π/S ≤ NxHc ≤ RC×2×π/(S/2), wobei Rc der Abstand von einer Mittelachse des Ankerkerns zu einer radialen Mitte jedes der Schlitze ist, S die Anzahl der in dem Ankerkern ausgebildeten Schlitze ist, N die Anzahl der elektrischen Leitersegmente ist, die in jeder der elektrischen Leitergruppen enthalten sind, und Hc eine radiale Dicke jedes der elektrischen Leitersegmente in den entsprechenden Schlitzen des Ankerkerns ist.For each of the electrical conductor groups, one of the pair of leg portions of the electrical conductor group can be received in a radially outer part of a corresponding slot of the armature core and the other of the pair of leg portions can be received in a radially inner part of another corresponding slot of the armature core. For each of the electrical conductor groups, a radially extending part can be formed in the bent part of the connecting section of the electrical conductor group, in which the electrical conductor segments that form the electrical conductor group are arranged in the circumferential direction in alignment with one another. The radially extending parts of the connecting sections of the first electrical conductor groups can be arranged in alignment with one another in the circumferential direction; the radially extending parts of the connecting sections of the second electrical conductor groups can be arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The following relationship is satisfied: Rc × 2 × π / S NxHc RC × 2 × π / (S / 2), where Rc is the distance from a central axis of the armature core to a radial center of each of the slots, S is the number of is slots formed in the armature core, N is the number of the electrical conductor segments included in each of the electrical conductor groups, and Hc is a radial thickness of each of the electrical conductor segments in the corresponding slots of the armature core.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, die axiale Breite des Spulenendes, das aus allen Anschlussabschnitten der elektrischen Leitergruppen besteht, effektiver zu reduzieren.With the above configuration, it becomes possible to more effectively reduce the axial width of the coil end composed of all the terminal portions of the electrical conductor groups.
Zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Verbindungsabschnitte der elektrischen Leitergruppen kann ein Abstand vorgesehen werden.A spacing can be provided between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the connecting sections of the electrical conductor groups.
Die gebogenen Teile der Anschlussabschnitte werden im Allgemeinen durch Biegen der elektrischen Leitersegmente gebildet. Daher können an den gebogenen Teilen der Verbindungsabschnitte leichter große Spannungen induziert und die Isolierbeschichtungen der elektrischen Leitersegmente beschädigt werden als an den anderen Teilen der Verbindungsabschnitte. Mit dem Abstand, der zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Anschlussabschnitte der elektrischen Leitergruppen vorgesehen ist, kann jedoch immer noch eine elektrische Isolierung zwischen verschiedenen Phasen der Ankerspule gewährleistet werden.The bent parts of the terminal sections are generally formed by bending the electrical conductor segments. Therefore, large stresses can be induced more easily at the bent parts of the connection sections and the insulating coatings of the electrical conductor segments are damaged more easily than at the other parts of the connection sections. However, with the spacing provided between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the connection sections of the electrical conductor groups, electrical insulation between different phases of the armature coil can still be ensured.
Für jede der elektrischen Leitergruppen kann einer des Paares von Schenkelabschnitten der elektrischen Leitergruppe in einem radial äußeren Teil einer entsprechenden Nut des Ankerkerns aufgenommen werden und der andere des Paares von Schenkelabschnitten kann in einem radial inneren Teil einer anderen entsprechenden Nut des Ankerkerns aufgenommen werden. Die folgende Beziehung kann erfüllt sein: Wcx2 < HcxN, wobei Wc eine Umfangsbreite jedes der elektrischen Leitersegmente in den entsprechenden Schlitzen des Ankerkerns ist, Hc eine radiale Dicke jedes der elektrischen Leitersegmente in den entsprechenden Schlitzen des Ankerkerns ist, und N die Anzahl der elektrischen Leitersegmente ist, die in jeder der elektrischen Leitergruppen enthalten sind.For each of the electrical conductor groups, one of the pair of leg portions of the electrical conductor group can be received in a radially outer part of a corresponding groove of the armature core and the other of the pair of leg portions can be received in a radially inner part of another corresponding groove of the armature core. The following relationship can be satisfied: Wcx2 <HcxN, where Wc is a circumferential width of each of the electrical conductor segments in the corresponding slots of the armature core, Hc is a radial thickness of each of the electrical conductor segments in the corresponding slots of the armature core, and N is the number of the electrical conductor segments contained in each of the electrical conductor groups.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, die axiale Breite der Verbindungsabschnitte der elektrischen Leitergruppen effektiver zu reduzieren.With the above configuration, it becomes possible to reduce the axial width of the connecting portions of the electrical conductor groups more effectively.
Die Ankerspule kann eine dreiphasige Spule mit drei Phasenwicklungen sein, die sternförmig miteinander verbunden sind, um einen Neutralpunkt dazwischen zu definieren. Die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen, die eine gleiche der Phasenwicklungen der Ankerspule bilden, können miteinander in Reihe geschaltet sein. Die ersten elektrischen Leitergruppen können näher an den Neutralpunkt angeschlossen werden als die zweiten elektrischen Leitergruppen.The armature coil may be a three-phase coil with three phase windings connected in a star shape to define a neutral point therebetween. The first and second electrical conductor groups, which form the same one of the phase windings of the armature coil, can be connected in series with one another. The first electrical conductor groups can be connected closer to the neutral point than the second electrical conductor groups.
Bei der vorstehenden Konfiguration haben die zweiten elektrischen Leitergruppen ein höheres elektrisches Potenzial als die ersten elektrischen Leitergruppen. Außerdem ist, wie oben beschrieben, in jedem Paar der elektrischen Leitergruppen die zweite elektrische Leitergruppe axial innerhalb der ersten elektrischen Leitergruppe angeordnet und von dieser abgedeckt. Folglich wird es möglich, einen ausreichenden Abstand von der zweiten elektrischen Leitergruppe zu anderen elektrischen Leitergruppen sicherzustellen, die zu einer anderen Phase der Ankerspule gehören als die zweite elektrische Leitergruppe, wodurch die Isolationseigenschaften der Ankerspule verbessert werden.In the above configuration, the second electrical conductor groups have a higher electrical potential than the first electrical conductor groups. In addition, as described above, in each pair of the electrical conductor groups, the second electrical conductor group is arranged axially within the first electrical conductor group and covered by it. Consequently, it becomes possible to ensure a sufficient distance from the second electrical conductor group to other electrical conductor groups which belong to a different phase of the armature coil than the second electrical conductor group, whereby the insulation properties of the armature coil are improved.
An den Verbindungsabschnitten jedes Paares der elektrischen Leitergruppen können eine axial-innere Seitenfläche der ersten elektrischen Leitergruppe und eine axial-äußere Seitenfläche der zweiten elektrischen Leitergruppe in Oberflächenkontakt zueinander angeordnet sein.At the connecting portions of each pair of the electrical conductor groups, an axially inner side face of the first electrical conductor group and an axially outer side face of the second electrical conductor group may be arranged in surface contact with one another.
Mit der vorstehenden Anordnung ist es möglich, eine größere Kontaktfläche zwischen der axial inneren Seitenfläche der ersten elektrischen Leitergruppe und der axial äußeren Seitenfläche der zweiten elektrischen Leitergruppe zu sichern als im Falle der Anordnung in Punkt- oder Linienkontakt miteinander. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung der Isolierbeschichtungen der elektrischen Leitersegmente, die die erste und zweite elektrische Leitergruppe bilden, aufgrund eines Kontakts zwischen den Verbindungsabschnitten zu unterdrücken.With the above arrangement, it is possible to secure a larger contact area between the axially inner side surface of the first electrical conductor group and the axially outer side surface of the second electrical conductor group than in the case of the arrangement in point or line contact with each other. As a result, it is possible to suppress damage to the insulating coatings of the electrical conductor segments constituting the first and second electrical conductor groups due to contact between the connection portions.
Jedes der elektrischen Leitersegmente kann einen Hauptkörper aus einem elektrisch leitenden Material und eine Isolierbeschichtung, die die Oberfläche des Hauptkörpers bedeckt, umfassen. Der Isoliermantel kann aus einem elektrisch isolierenden Material mit darin ausgebildeten Hohl- bzw. Freiräumen gebildet sein.Each of the electrical conductor segments may include a main body made of an electrically conductive material and an insulating coating covering the surface of the main body. The insulating jacket can be formed from an electrically insulating material with cavities or free spaces formed therein.
Bei der vorstehenden Konfiguration können die in den Isolierbeschichtungen gebildeten Hohlräume kollabieren, wenn die Isolierbeschichtungen der elektrischen Leitersegmente z.B. einer äußeren Kraft oder Vibration ausgesetzt werden, wodurch sich die Isoliereigenschaften der Isolierbeschichtungen erheblich verschlechtern. Wie oben beschrieben, sind jedoch die Verbindungsabschnitte jedes Paares der elektrischen Leitergruppen so angeordnet, dass sie einander axial überlappen; zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Verbindungsabschnitte der elektrischen Leitergruppen ist der Freiraum vorgesehen. Folglich ist es, obwohl die Isolierbeschichtung aus dem elektrisch isolierenden Material mit darin gebildeten Freiräumen gebildet ist, immer noch möglich, die Isoliereigenschaften der Isolierbeschichtungen zu sichern.With the above configuration, when the insulating coatings of the electrical conductor segments are subjected to an external force or vibration, for example, the voids formed in the insulating coatings may collapse, thereby significantly deteriorating the insulating properties of the insulating coatings. As described above, however, the connecting portions of each pair of the electric conductor groups are arranged so as to axially overlap each other; The free space is provided between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the connecting sections of the electrical conductor groups. Consequently, although the insulating coating is formed of the electrically insulating material with clearances formed therein, it is still possible to secure the insulating properties of the insulating coatings.
An den Verbindungsabschnitten jedes Paares der elektrischen Leitergruppen können die elektrischen Leitersegmente, die die erste elektrische Leitergruppe bilden, den elektrischen Leitersegmenten, die die zweite elektrische Leitergruppe bilden, jeweils axial gegenüberliegen und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zu diesen angeordnet sein.At the connecting sections of each pair of electrical conductor groups, the electrical conductor segments that form the first electrical conductor group can each axially oppose the electrical conductor segments that form the second electrical conductor group and be arranged at a substantially constant distance from them.
Mit der vorstehenden Anordnung ist es möglich, eine Beschädigung der Isolierbeschichtungen der elektrischen Leitersegmente zu verhindern und gleichzeitig eine Zunahme der axialen Breite des Spulenendes zu unterdrücken, das aus allen Verbindungsabschnitten der elektrischen Leitergruppen gebildet wird.With the above arrangement, it is possible to prevent the insulating coatings of the electrical conductor segments from being damaged while suppressing an increase in the axial width of the coil end formed from all the connecting portions of the electrical conductor groups.
Jede der elektrischen Leitergruppen kann aus einem Bündel von drei elektrischen Leitersegmenten gebildet werden. Die Ankerspule kann eine Dreiphasenspule mit drei sternförmig miteinander verbundenen Phasenwicklungen sein. Jede der Phasenwicklungen der Ankerspule kann vier Wicklungseinheiten umfassen, die parallel zueinander geschaltet sind und jeweils ein Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen umfassen, die in Reihe miteinander verbunden sind. Die Vielzahl der Schlitze des Ankerkerns kann aus Paaren von gleichphasigen Schlitze bestehen. Jedes Paar der gleichphasigen Schlitze besteht aus zwei in Umfangsrichtung benachbarten Schlitzen, die einer gleichen der Phasenwicklungen der Ankerspule entsprechen. In jedem Paar der gleichphasigen Schlitze können die vier Wicklungseinheiten, die die entsprechende Phasenwicklung der Ankerspule bilden, so angeordnet sein, dass die Anzahl der Schenkelabschnitte der elektrischen Leitergruppen der vier Wicklungseinheiten, die in einer des Paares der gleichphasigen Schlitze aufgenommen sind, gleich der Anzahl der Schenkelabschnitte der elektrischen Leitergruppen der vier Wicklungseinheiten ist, die in der anderen des Paares der gleichphasigen Schlitze aufgenommen sind.Each of the electrical conductor groups can be formed from a bundle of three electrical conductor segments. The armature coil can be a three-phase coil with three phase windings connected to one another in a star shape. Each of the phase windings of the armature coil may include four winding units which are connected in parallel to one another and each include a pair of the first and second electrical conductor groups which are connected to one another in series. The plurality of slots of the armature core can consist of pairs of in-phase slots. Each pair of the in-phase slots consists of two slots which are adjacent in the circumferential direction and which correspond to an identical one of the phase windings of the armature coil. In each pair of the in-phase slots, the four winding units that form the corresponding phase winding of the armature coil can be arranged so that the number of leg sections of the electrical conductor groups of the four winding units received in one of the pair of in-phase slots is equal to the number of Is leg portions of the electrical conductor groups of the four winding units received in the other of the pair of in-phase slots.
Mit der vorstehenden Anordnung können die vier Wicklungseinheiten gleichmäßig in dem Paar der gleichphasigen Schlitze aufgenommen werden, wodurch das elektromagnetische Gleichgewicht sichergestellt und der Umlaufstrom im Anker unterdrückt wird.With the above arrangement, the four winding units can be uniformly received in the pair of in-phase slots, thereby ensuring electromagnetic balance and suppressing the circulating current in the armature.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine Querschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. 1 FIG. 3 is a cross-sectional view of an electrical rotating machine in accordance with an exemplary embodiment.
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2 ist eine Draufsicht auf einen Stator der rotierenden elektrischen Maschine. 2 Fig. 13 is a plan view of a stator of the rotating electrical machine.
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3 ist eine schematische Darstellung, die die Konfiguration eines Statorkerns und einer Statorspule des Stators zeigt. 3 Fig. 13 is a schematic diagram showing the configuration of a stator core and a stator coil of the stator.
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4A und 4B sind perspektivische Ansichten, die jeweils von gegenüberliegenden Seiten in einer axialen Richtung ein Paar von ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen zur Bildung der Statorspule zeigen. 4A and 4B 12 are perspective views each showing, from opposite sides in an axial direction, a pair of first and second electrical conductor groups for forming the stator coil.
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5A und 5B sind perspektivische Ansichten, die das Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen jeweils von einer radialen Seite und einer axialen Seite zeigen. 5A and 5B 12 are perspective views showing the pair of the first and second electrical conductor groups from a radial side and an axial side, respectively.
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6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines elektrischen Leitersegments. 6th Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of an electrical conductor segment.
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7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Windungsabschnitten von elektrischen Leitergruppen, die die Statorspule bilden. 7th Fig. 13 is an enlarged perspective view of turn portions of electrical conductor groups constituting the stator coil.
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8 ist eine schematische Darstellung der Anordnung von elektrischen Leitersegmenten an den Windungsabschnitten der elektrischen Leitergruppen. 8th is a schematic representation of the arrangement of electrical conductor segments on the turn portions of the electrical conductor groups.
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die die elektrischen Leitergruppen, die zusammengebaut sind, und den Statorkern vor dem Einsetzen der elektrischen Leitergruppen in die Schlitze des Statorkerns zeigt. 9 Fig. 13 is a perspective view showing the electrical conductor groups being assembled and the stator core before the electrical conductor groups are inserted into the slots of the stator core.
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10 ist eine perspektivische Ansicht, die die elektrischen Leitergruppen und den Statorkern nach dem Einsetzen der elektrischen Leitergruppen in die Schlitze des Statorkerns zeigt. 10 Fig. 13 is a perspective view showing the electrical conductor groups and the stator core after the electrical conductor groups are inserted into the slots of the stator core.
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11 A ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Stators, der in einer Umfangsrichtung entwickelt wurde. 11 A Fig. 13 is a perspective view of part of the stator developed in a circumferential direction.
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11B ist eine Draufsicht auf einen Teil des Stators, der in Umfangsrichtung entwickelt ist. 11B Fig. 13 is a plan view of a portion of the stator developed in the circumferential direction.
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12A ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung eines Paares von ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen in den entsprechenden Schlitzen des Statorkerns zeigt. 12A Fig. 13 is a schematic diagram showing the arrangement of a pair of first and second electrical conductor groups in the corresponding slots of the stator core.
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12B ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung der elektrischen Leitersegmente, die die in 12A gezeigte erste elektrische Leitergruppe bilden, in den entsprechenden Schlitzen des Statorkerns zeigt. 12B Fig. 13 is a schematic diagram showing the arrangement of the electrical conductor segments used in Figs 12A Form shown first electrical conductor group in the corresponding slots of the stator core shows.
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13 ist eine schematische Darstellung, die das Anschlussbild einer U-Phasen-Wicklung der Statorspule zeigt. 13th Fig. 13 is a schematic diagram showing the connection diagram of a U-phase winding of the stator coil.
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14 ist ein schematisches Schaltbild der Statorspule. 14th Figure 3 is a schematic diagram of the stator coil.
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15A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines elektrischen Leitersegments gemäß einer ersten Modifikation. 15A Fig. 13 is an enlarged cross-sectional view of an electrical conductor segment according to a first modification.
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15B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen elektrischen Leitersegments gemäß der ersten Modifikation. 15B Fig. 13 is an enlarged cross-sectional view of another electrical conductor segment according to the first modification.
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16A ist eine schematische Darstellung, die eine wünschenswerte Anordnung von elektrischen Leitersegmenten an den Windungsabschnitten der elektrischen Leitergruppen gemäß einer zweiten Modifikation zeigt. 16A Figure 13 is a schematic illustration showing a desirable arrangement of electrical conductor segments on the Shows turn portions of the electrical conductor groups according to a second modification.
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16B ist eine schematische Darstellung, die eine weitere wünschenswerte Anordnung von elektrischen Leitersegmenten an den Windungsabschnitten der elektrischen Leitergruppen gemäß der zweiten Modifikation zeigt. 16B Fig. 13 is a schematic diagram showing another desirable arrangement of electrical conductor segments on the turn portions of the electrical conductor groups according to the second modification.
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16C ist eine schematische Darstellung, die eine unerwünschte Anordnung von elektrischen Leitersegmenten an den Windungsabschnitten der elektrischen Leitergruppen gemäß der zweiten Modifikation zeigt. 16C Fig. 13 is a schematic diagram showing an undesirable arrangement of electrical conductor segments on the turn portions of the electrical conductor groups according to the second modification.
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17A und 17B sind schematische Darstellungen, die zusammen ein Beispiel illustrieren, bei dem jede Phasenwicklung der Statorspule als eine Kurzabstandswicklung konfiguriert ist, die gemäß einer dritten Modifikation wellenförmig gewickelt ist. 17A and 17B 13 are schematic diagrams collectively illustrating an example in which each phase winding of the stator coil is configured as a short pitch winding which is wave-wound according to a third modification.
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18A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem jede Phasenwicklung der Statorspule als eine wellengewickelte Vollabstandswicklung gemäß der dritten Modifikation konfiguriert ist. 18A Fig. 13 is a schematic diagram showing an example in which each phase winding of the stator coil is configured as a full-pitch wave-wound winding according to the third modification.
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18B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem jede Phasenwicklung der Statorspule als eine wellengewickelte Kurzabstandswicklung gemäß der dritten Modifikation konfiguriert ist. 18B Fig. 13 is a schematic diagram showing an example in which each phase winding of the stator coil is configured as a short pitch wave-wound winding according to the third modification.
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19A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem jede Phasenwicklung der Statorspule als überlappend gewickelte Vollabstandswicklung gemäß der dritten Modifikation konfiguriert ist. 19A Fig. 13 is a schematic diagram showing an example in which each phase winding of the stator coil is configured as a full-pitch lap-wound winding according to the third modification.
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19B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem jede Phasenwicklung der Statorspule als eine überlappend gewickelte Kurzabstandswicklung gemäß der dritten Modifikation konfiguriert ist. 19B Fig. 13 is a schematic diagram showing an example in which each phase winding of the stator coil is configured as an overlap-wound short pitch winding according to the third modification.
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20A, 20B und 20C sind schematische Darstellungen, die alternative Querschnittsformen der elektrischen Leitersegmente gemäß einer vierten Modifikation zeigen. 20A , 20B and 20C Fig. 13 are schematic illustrations showing alternative cross-sectional shapes of the electrical conductor segments according to a fourth modification.
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21 ist ein schematisches Schaltbild einer Statorspule gemäß einer fünften Modifikation. 21 Fig. 13 is a schematic circuit diagram of a stator coil according to a fifth modification.
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22 ist eine perspektivische Ansicht, die Überbrückungsdrähte zeigt, die in einem Stator gemäß einer sechsten Modifikation verwendet werden. 22nd Fig. 13 is a perspective view showing jumper wires used in a stator according to a sixth modification.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS
Exemplarische Ausführungsbeispiele werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit und des Verständnisses identische Bauteile mit identischen Funktionen in der gesamten Beschreibung, soweit möglich, mit den gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen gekennzeichnet sind und dass zur Vermeidung von Redundanz Beschreibungen identischer Bauteile nicht wiederholt werden.Exemplary embodiments are described below with reference to the drawings. It is pointed out that, for the sake of clarity and understanding, identical components with identical functions throughout the description are, as far as possible, marked with the same reference symbols in the drawings and that descriptions of identical components are not repeated to avoid redundancy.
1 zeigt den Gesamtaufbau einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. 1 shows the overall structure of a rotating electrical machine according to an exemplary embodiment.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die rotierende elektrische Maschine als Elektromotor 10 für den Einsatz in einem Fahrzeug konfiguriert. Insbesondere ist der Elektromotor 10 ein dreiphasiger Permanentmagnet-Synchronmotor. Das heißt, der Elektromotor 10 ist ein bürstenloser Motor. Darüber hinaus kann der Elektromotor 10 entweder nur eine dreiphasige Spule umfassen, die zu einem einzigen System gehört, oder zwei dreiphasige Spulen, die jeweils zu zwei Systemen gehören.In the present exemplary embodiment, the rotating electrical machine is an electric motor 10 configured for use in a vehicle. In particular is the electric motor 10 a three-phase permanent magnet synchronous motor. That is, the electric motor 10 is a brushless motor. In addition, the electric motor can 10 comprise either only one three-phase coil belonging to a single system or two three-phase coils each belonging to two systems.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Elektromotor 10 ein Gehäuse 20, einen Stator 30, der an dem Gehäuse 20 befestigt ist und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Anker fungiert, einen Rotor 40, der so konfiguriert ist, dass er sich relativ zu dem Stator 30 dreht, und eine rotierende Welle 11, an der der Rotor 40 befestigt ist.As in 1 shown includes the electric motor 10 a housing 20th , a stator 30th attached to the housing 20th is attached and acts as an anchor in the present embodiment, a rotor 40 that is configured to be relative to the stator 30th rotates, and a rotating shaft 11 at which the rotor 40 is attached.
Darüber hinaus wird im Folgenden die Richtung, in der sich eine zentrale Achse O der rotierenden Welle 11 erstreckt, als die axiale Richtung bezeichnet (in den Zeichnungen durch einen doppelköpfigen Pfeil Y1 angezeigt); die Richtungen, die sich radial von der zentralen Achse O der rotierenden Welle 11 erstrecken, werden als radiale Richtungen bezeichnet (in den Zeichnungen durch einen doppelköpfigen Pfeil Y2 angezeigt); und die Richtung, die sich entlang eines Kreises erstreckt, dessen Mittelpunkt auf der zentralen Achse O der rotierenden Welle 11 liegt, wird als die Umfangsrichtung bezeichnet (in den Zeichnungen durch einen doppelköpfigen Pfeil Y3 angezeigt).In addition, the following is the direction in which a central axis O of the rotating shaft 11 extends, denoted as the axial direction (in the drawings by a double-headed arrow Y1 displayed); the directions extending radially from the central axis O of the rotating shaft 11 are referred to as radial directions (in the drawings by a double-headed arrow Y2 displayed); and the direction extending along a circle whose center is on the central axis O of the rotating shaft 11 is referred to as the circumferential direction (in the drawings by a double-headed arrow Y3 displayed).
Das Gehäuse 20 ist zylindrisch geformt und hat sowohl den Stator 30 als auch den Rotor 40 darin aufgenommen. In dem Gehäuse 20 ist ein Paar von Lagern 23 und 24 vorgesehen, durch die die rotierende Welle 11 drehbar gelagert ist. Darüber hinaus fällt die Achse einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses 20 mit der Mittelachse O der rotierenden Welle 11 zusammen.The case 20th is cylindrical in shape and has both the stator 30th as well as the rotor 40 included in it. In the case 20th is a pair of bearings 23 and 24 provided by the rotating shaft 11 is rotatably mounted. In addition, the axis of an inner peripheral surface of the housing falls 20th with the central axis O of the rotating shaft 11 together.
Der Rotor 40 ist Teil eines im Elektromotor 10 gebildeten Magnetkreises. Der Rotor 40 weist ein oder mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Magnetpolpaare auf und ist dem Stator 30 radial gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere hat der Rotor 40 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwölf Magnetpole (d.h. die Anzahl der Magnetpolpaare des Rotors 40 ist gleich 6). Darüber hinaus kann die Anzahl der Magnetpole des Rotors 40 alternativ auf andere Werte gemäß den Konstruktionsspezifikationen des Elektromotors 10 eingestellt werden.The rotor 40 is part of one in the electric motor 10 formed magnetic circuit. The rotor 40 has one or more magnetic pole pairs arranged in the circumferential direction and is the stator 30th arranged radially opposite one another. In particular, the rotor has 40 in the present embodiment, twelve magnetic poles (ie the number of magnetic pole pairs of the rotor 40 equals 6). In addition, the number of magnetic poles of the rotor 40 alternatively on other values according to the design specifications of the electric motor 10 can be set.
Der Rotor 40 umfasst einen aus einem magnetischen Material gebildeten Rotorkern 41 und am Rotorkern 41 befestigte Permanentmagnete 42.The rotor 40 includes a rotor core formed from a magnetic material 41 and on the rotor core 41 fixed permanent magnets 42 .
Insbesondere umfasst der Rotor 40 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwölf Permanentmagnete 42, deren Polaritäten in Umfangsrichtung abwechselnd unterschiedlich sind. Die Permanentmagnete 42 sind jeweils in zwölf Magnetaufnahmebohrungen eingebettet, die im Rotorkern 41 entlang der axialen Richtung ausgebildet sind. Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rotor 40 als IPM-Rotor (Innen-Permanentmagnet) ausgebildet. Alternativ kann der Rotor 40 als SPM-Rotor (Oberflächen-Permanentmagnet) konfiguriert sein. Als weitere Alternative kann der Rotor 40 als ein Feldspulentyp-Rotor konfiguriert sein.In particular, the rotor comprises 40 in the present embodiment, twelve permanent magnets 42 whose polarities are alternately different in the circumferential direction. The permanent magnets 42 are each embedded in twelve magnet mounting holes in the rotor core 41 are formed along the axial direction. That is, in the present embodiment, the rotor is 40 designed as an IPM rotor (internal permanent magnet). Alternatively, the rotor 40 be configured as an SPM (surface permanent magnet) rotor. Another alternative is the rotor 40 be configured as a field coil type rotor.
In einem Mittelloch des Rotorkerns 41 ist die rotierende Welle 11 fest eingesetzt, so dass sich der Rotor 40 zusammen mit der rotierenden Welle 11 um die Mittelachse O der rotierenden Welle 11 drehen kann.In a central hole in the rotor core 41 is the rotating shaft 11 firmly inserted so that the rotor 40 together with the rotating shaft 11 around the central axis O of the rotating shaft 11 can turn.
Der Stator 30 ist zylindrisch geformt und in einem im Wesentlichen axialzentralen Teil des Gehäuses 20 entlang der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 20 angeordnet. Außerdem ist der Stator 30 an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 20 befestigt, so dass eine Mittelachse des Stators 30 mit der Mittelachse O der rotierenden Welle 11 zusammenfällt.The stator 30th is cylindrically shaped and in a substantially axially central part of the housing 20th along the inner peripheral surface of the housing 20th arranged. Also is the stator 30th on the inner peripheral surface of the housing 20th attached so that a central axis of the stator 30th with the central axis O of the rotating shaft 11 coincides.
Der Stator 30 bildet auch einen Teil des im Elektromotor 10 gebildeten Magnetkreises. Wie in 2 dargestellt, hat der Stator 30 einen ringförmigen Statorkern (oder Ankerkern) 31, der radial außerhalb des Rotors 40 angeordnet ist, so dass er dem Rotor 40 radial zugewandt ist, und eine dreiphasige Statorspule (oder Ankerspule) 32, die auf den Statorkern 31 gewickelt ist.The stator 30th also forms part of that in the electric motor 10 formed magnetic circuit. As in 2 shown has the stator 30th an annular stator core (or armature core) 31 that is radially outside of the rotor 40 is arranged so that it is the rotor 40 facing radially, and a three-phase stator coil (or armature coil) 32 that are on the stator core 31 is wrapped.
Es ist zu beachten, dass bei der Darstellung der Statorspule 32 in den Zeichnungen von den Kantenlinien, die Begrenzungen zwischen Flächen mit unterschiedlichen Ausrichtungen darstellen, nur diejenigen dargestellt sind, die für die Darstellung der dreidimensionalen Form der Statorspule 32 besonders wichtig sind. Darüber hinaus ist zu beachten, dass diejenigen der Kantenlinien, die die radial äußere Kontur der Statorspule 32 darstellen, in den Zeichnungen mit durchgezogenen Linien dargestellt sind.It should be noted that when depicting the stator coil 32 in the drawings of the edge lines which represent boundaries between surfaces with different orientations, only those are shown which are used for the representation of the three-dimensional shape of the stator coil 32 are particularly important. In addition, it should be noted that those of the edge lines that form the radially outer contour of the stator coil 32 represent, in the drawings are shown with solid lines.
Wie in 3 dargestellt, umfasst der Statorkern 31 ein ringförmiges hinteres Joch (oder hinteren Kern) 33 und eine Vielzahl von Zähnen 34, die in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind und jeweils radial nach innen vom hinteren Joch 33 vorstehen. Zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 34 ist ein Schlitz 35 ausgebildet. Das heißt, im Statorkern 31 ist eine Vielzahl von Schlitzen 35 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet. Die Statorspule 32 ist so auf die Zähne 34 gewickelt, dass sie in den Schlitzen 35 aufgenommen wird. Darüber hinaus ist die Anzahl der Zähne 34 gleich der Anzahl der Schlitze 35.As in 3 shown includes the stator core 31 an annular rear yoke (or rear core) 33 and a plurality of teeth 34 , which are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction and each radially inward from the rear yoke 33 protrude. Between each circumferentially adjacent pair of teeth 34 is a slot 35 educated. That is, in the stator core 31 is a variety of slots 35 formed at equal intervals in the circumferential direction. The stator coil 32 is so on the teeth 34 wrapped them in the slots 35 is recorded. In addition, the number of teeth 34 equal to the number of slots 35 .
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Schlitze 35 (oder die Anzahl der Zähne 34) pro Magnetpol des Rotors 40, der die zwölf Magnetpole hat, und pro Phase der dreiphasigen Statorspule 32 gleich 2. Mit anderen Worten, die Schlitzmultiplikatorzahl ist gleich 2. Dementsprechend ist die Gesamtzahl der im Statorkern 31 gebildeten Schlitze 35 gleich 72 (d.h. 2×12×3). Darüber hinaus bestehen die 72 Schlitze 35 aus Paaren von U-Phasen-Schlitzen Su1 und Su2, V-Phasen-Schlitzen Sv1 und Sv2 und W-Phasen-Schlitzen Sw1 und Sw2, die sequentiell und wiederholt in Umfangsrichtung angeordnet sind (siehe 12A).In the present embodiment, the number of slots is 35 (or the number of teeth 34 ) per magnetic pole of the rotor 40 that has the twelve magnetic poles, and per phase of the three-phase stator coil 32 2. In other words, the slot multiplier number is 2. Accordingly, the total number is in the stator core 31 formed slots 35 equal to 72 (i.e. 2 × 12 × 3). In addition, there are 72 slots 35 of pairs of U-phase slots Su1 and Su2, V-phase slots Sv1 and Sv2, and W-phase slots Sw1 and Sw2, which are sequentially and repeatedly arranged in the circumferential direction (see FIG 12A ).
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Statorkern 31 aus einem Laminat, das durch Laminieren einer Vielzahl von ringförmigen magnetischen Stahlblechen (oder Kernblechen) in axialer Richtung gebildet wird. Darüber hinaus kann der Statorkern 31 alternativ aus einer Vielzahl von Statorkernsegmenten bestehen, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet sind.In the present embodiment, there is the stator core 31 a laminate formed by laminating a plurality of annular magnetic steel sheets (or core sheets) in the axial direction. In addition, the stator core 31 alternatively consist of a plurality of stator core segments which are arranged adjacent to one another in the circumferential direction.
Die Statorspule 32 besteht aus U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen, die sternförmig miteinander verbunden sind (oder Y-verbunden sind), um einen Neutralpunkt dazwischen zu definieren (siehe 14). Im Betrieb erzeugt die Statorspule 32 einen magnetischen Fluss, wenn sie mit dreiphasiger Wechselspannung versorgt wird.The stator coil 32 consists of U-phase, V-phase and W-phase windings that are star-connected (or Y-connected) to define a neutral point in between (see 14th ). The stator coil generates during operation 32 a magnetic flux when supplied with three-phase AC voltage.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Statorspule 32 gebildet, indem von einer ersten axialen Seite des Statorkerns 31 aus eine Vielzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmenten 52 in die Schlitze 35 des Statorkerns 31 eingeführt wird und jedes entsprechende Paar von Endabschnitten der elektrischen Leitersegmente 52, die aus den Schlitzen 35 herausragen, auf einer zweiten axialen Seite des Statorkerns 31 verbunden wird. Jedes der elektrischen Leitersegmente 52 wird durch Schneiden und plastisches Verformen eines elektrischen Leiters, der eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform und eine konstante Dicke aufweist, in die im Wesentlichen „U“-Form erhalten.In the present embodiment, the stator coil 32 formed by from a first axial side of the stator core 31 made up of a plurality of substantially U-shaped electrical conductor segments 52 into the slots 35 of the stator core 31 is inserted and each corresponding pair of end portions of the electrical conductor segments 52 coming out of the slots 35 protrude on a second axial side of the stator core 31 is connected. Each of the electrical conductor segments 52 is obtained by cutting and plastically deforming an electrical conductor having a substantially rectangular cross-sectional shape and a constant thickness into the substantially "U" shape.
Insbesondere ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 4A und 4B gezeigt, jede der Phasenwicklungen der Statorspule 32 aus einer Vielzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitergruppen 51 gebildet. Die elektrischen Leitergruppen 51 umfassen zwei Arten von elektrischen Leitergruppen 51, die unterschiedliche Größen aufweisen und paarweise einander überlappen. Jedes Paar der elektrischen Leitergruppen 51 besteht aus einer ersten elektrischen Leitergruppe 51a, die sich an der Außenseite befindet, und einer zweiten elektrischen Leitergruppe 51b, die sich an der Innenseite befindet. Für jedes Paar der elektrischen Leitergruppen 51 sind sowohl die erste als auch die zweite elektrische Leitergruppe 51a und 51b des Paares mit demselben der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Anschlüsse verbunden, so dass sie zu derselben der U-, V- und W-Phasen der Statorspule 32 gehören. Darüber hinaus sind 4A und 4B perspektivische Ansichten, die ein Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a bzw. 51b von gegenüberliegenden Seiten in axialer Richtung zeigen, bevor sie am Statorkern 31 montiert werden.In particular, in the present embodiment, as shown in FIG 4A and 4B shown each of the phase windings of the stator coil 32 from a variety of substantially U-shaped electrical conductor groups 51 educated. The electrical conductor groups 51 include two types of electrical conductor groups 51 that are of different sizes and overlap in pairs. Any pair of electrical conductor groups 51 consists of a first group of electrical conductors 51a , which is located on the outside, and a second electrical conductor group 51b which is located on the inside. For each pair of electrical conductor groups 51 are both the first and the second electrical conductor group 51a and 51b of the pair are connected to the same one of the U-phase, V-phase and W-phase terminals so that they become the same of the U-, V- and W-phases of the stator coil 32 belong. In addition, are 4A and 4B perspective views showing a pair of the first and second electrical conductor groups 51a respectively. 51b Pointing from opposite sides in the axial direction before they are on the stator core 31 to be assembled.
Darüber hinaus besteht, wie in den 5A und 5B gezeigt, jede der elektrischen Leitergruppen 51 aus einer Vielzahl (z.B. vier in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) von im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmenten 52, die miteinander gebündelt sind. Darüber hinaus sind 5A und 5B perspektivische Ansichten, die ein Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a bzw. 51b von einer radialen Seite und einer axialen Seite zeigen, bevor sie an dem Statorkern 31 montiert werden. Außerdem ist zu beachten, dass der Einfachheit halber die elektrischen Leitersegmente 52 jeder der elektrischen Leitergruppen 51 in den Zeichnungen mit Ausnahme von 5A und 5B nicht einzeln dargestellt sind.In addition, as in the 5A and 5B shown each of the electrical conductor groups 51 from a plurality (for example four in the present exemplary embodiment) of essentially U-shaped electrical conductor segments 52 that are bundled together. In addition, are 5A and 5B perspective views showing a pair of the first and second electrical conductor groups 51a respectively. 51b from a radial side and an axial side show before being attached to the stator core 31 to be assembled. It should also be noted that, for the sake of simplicity, the electrical conductor segments 52 each of the electrical conductor groups 51 in the drawings with the exception of 5A and 5B are not shown individually.
Wie in 3 dargestellt, haben die elektrischen Leitersegmente 52 eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform. In jeder der Schlitze 35 des Statorkerns 31 sind die elektrischen Leitersegmente 52 radial in einer Reihe so ausgerichtet, dass die längeren Seiten der rechteckigen Querschnitte der elektrischen Leitersegmente 52 radial einander zugewandt sind.As in 3 shown have the electrical conductor segments 52 a substantially rectangular cross-sectional shape. In each of the slots 35 of the stator core 31 are the electrical conductor segments 52 aligned radially in a row so that the longer sides of the rectangular cross-sections of the electrical conductor segments 52 facing each other radially.
Bezug nehmend auf 3 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede der elektrischen Leitergruppen 51 so konfiguriert, dass sie die folgende Beziehung erfüllt: Wcx2 < Hc×N, wobei Wc die Umfangsbreite jedes der elektrischen Leitersegmente 52 in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 ist, Hc die radiale Dicke jedes der elektrischen Leitersegmente 52 in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 ist, und N die Anzahl der elektrischen Leitersegmente 52 ist, die in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 enthalten sind.Referring to 3 is each of the electrical conductor groups in the present embodiment 51 configured so as to satisfy the following relationship: Wcx2 <Hc × N, where Wc is the circumferential width of each of the electrical conductor segments 52 in the corresponding slots 35 of the stator core 31 , Hc is the radial thickness of each of the electrical conductor segments 52 in the corresponding slots 35 of the stator core 31 and N is the number of electrical conductor segments 52 is that in each of the electrical conductor groups 51 are included.
Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede der elektrischen Leitergruppen 51 durch Biegen der elektrischen Leitersegmente 52 der Gruppe 51, die sich in einem Zustand der Bündelung befinden, in die im Wesentlichen „U“-Form unter Verwendung von Formwerkzeugen gebildet.In addition, in the present embodiment, each of the electrical conductor groups 51 by bending the electrical conductor segments 52 the group 51 which are in a state of bundling are formed into the substantially "U" shape using molding tools.
Wie in 6 gezeigt, umfasst jedes der elektrischen Leitersegmente 52 einen Hauptkörper 52a, der aus einem elektrisch leitenden Material (z.B. Kupfer) gebildet ist, und eine Isolierbeschichtung 52b, die die Oberfläche des Hauptkörpers 52a bedeckt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Isolierbeschichtung 52b aus einem elektrisch isolierenden Material (z.B. Harz) mit darin ausgebildeten Freiräumen gebildet.As in 6th shown includes each of the electrical conductor segments 52 a main body 52a , which is formed from an electrically conductive material (e.g. copper), and an insulating coating 52b that is the surface of the main body 52a covered. In the present exemplary embodiment, the insulating coating is 52b formed from an electrically insulating material (e.g., resin) with clearances formed therein.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, hat jede der elektrischen Leitergruppen 51 ein Paar von geraden Abschnitten (oder Schenkelabschnitten) 53, die jeweils in einem Paar der Schlitze 35 aufgenommen werden, die in Umfangsrichtung um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind, und einen Windungsabschnitt (oder Verbindungsabschnitt) 54, der das Paar von geraden Abschnitten 53 verbindet.As in the 4th and 5 each of the electrical conductor groups has shown 51 a pair of straight sections (or leg sections) 53 each in a pair of the slots 35 which are circumferentially spaced from each other by a predetermined distance, and a winding portion (or connecting portion) 54 showing the pair of straight sections 53 connects.
Die geraden Abschnitte 53 sind so geformt, dass sie sich gerade in axialer Richtung erstrecken. Die geraden Abschnitte 53 sind parallel zueinander und in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet. Die axiale Länge der geraden Abschnitte 53 ist so eingestellt, dass sie größer ist als die axiale Länge des Statorkerns 31. Jeder der geraden Abschnitte 53 wird in einer entsprechenden der Schlitze 35 des Statorkerns 31 aufgenommen, wobei beide Enden davon axial aus der entsprechenden Nut 35 herausragen. Darüber hinaus ist der Abstand L1 zwischen den geraden Abschnitten 53 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a größer als der Abstand L2 zwischen den geraden Abschnitten 53 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b eingestellt.The straight sections 53 are shaped to extend straight in the axial direction. The straight sections 53 are arranged parallel to one another and at a predetermined distance from one another. The axial length of the straight sections 53 is set to be larger than the axial length of the stator core 31 . Each of the straight sections 53 is in a corresponding one of the slots 35 of the stator core 31 received with both ends thereof axially out of the corresponding groove 35 stick out. In addition, the distance is L1 between the straight sections 53 the first group of electrical conductors 51a greater than the distance L2 between the straight sections 53 the second electrical conductor group 51b set.
Für jede der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. die erste und zweite elektrische Leitergruppe 51a und 51b) wird das Paar gerader Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 jeweils in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 aufgenommen, so dass sie sich in ihrer radialen Position voneinander unterscheiden. Genauer gesagt, wie in den 12A und 12B gezeigt, wird einer des Paars gerader Abschnitte 53 in einem radial äußeren Teil eines entsprechenden Schlitzes 35 des Statorkerns 31 aufgenommen, während der andere des Paars gerader Abschnitte 53 in einem radial inneren Teil eines anderen entsprechenden Schlitzes 35 des Statorkerns 31 aufgenommen wird.For each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor group 51a and 51b ) becomes the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 each in the corresponding slots 35 of the stator core 31 added so that they differ from each other in their radial position. More precisely, as in the 12A and 12B becomes one of the pair of straight sections 53 in a radially outer part of a corresponding slot 35 of the stator core 31 while the other of the pair of straight sections 53 in a radially inner part of another corresponding slot 35 of the stator core 31 is recorded.
Außerdem sind für jede der elektrischen Leitergruppen 51 die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrische Leitergruppe 51 bilden, an dem Paar gerader Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in einer vorbestimmten Anordnungsreihenfolge in radialer Richtung angeordnet, so dass sie in den entsprechenden Schlitzen 35 radial zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise sind die elektrischen Leitersegmente 52 an einem der in 12(B) dargestellten Paare gerader Abschnitte 53 in der Reihenfolge U1a → U1b → U1c → U1d von der radial inneren Seite in der entsprechenden Nut 35 angeordnet; an dem anderen der in 12(B) dargestellten Paare gerader Abschnitte 53 sind die elektrischen Leitersegmente 52 ebenfalls in der Reihenfolge U1a → U1b → U1c → U1d von der radial inneren Seite in der entsprechenden Nut 35 angeordnet.Also are for each of the electrical conductor groups 51 the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor group 51 form on the pair of straight sections 53 the electric Leader group 51 arranged in a predetermined arrangement order in the radial direction so that they are in the corresponding slots 35 are aligned radially to each other. For example, the electrical conductor segments 52 at one of the in 12 (B) illustrated pairs of straight sections 53 in the order U1a → U1b → U1c → U1d from the radially inner side in the corresponding groove 35 arranged; at the other of the in 12 (B) illustrated pairs of straight sections 53 are the electrical conductor segments 52 also in the order U1a → U1b → U1c → U1d from the radially inner side in the corresponding groove 35 arranged.
Wie in 2 und 4A-4B gezeigt, ist in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b) der Windungsabschnitt 54 so ausgebildet, dass er sich in Umfangsrichtung erstreckt und an seinen Umfangsenden mit den axialen Enden der geraden Abschnitte 53 verbunden ist. Wie in 7 gezeigt, ist der Windungsabschnitt 54 außerdem so geformt, dass er die Form eines Steges hat, der in seiner Umfangsmitte höher ist als an seinen Umfangsenden. Die Umfangsendteile des Windungsabschnitts 54 sind jeweils mit den geraden Abschnitten 53 verbunden, so dass sie in einem vorbestimmten Winkel zur Erstreckungsrichtung der geraden Abschnitte 53 (oder zur axialen Richtung) schräg verlaufen. Genauer gesagt, wie in 4A und 7 gezeigt, ist jeder der Umfangsendteile des Windungsabschnitts 54 schräg zur Erstreckungsrichtung der geraden Abschnitte 53 (oder der axialen Richtung), so dass ein Winkel α zwischen dem Umfangsendteil und der Erstreckungsrichtung der geraden Abschnitte 53 gleich dem vorbestimmten Winkel ist (z.B. etwa 120°). Darüber hinaus wird der vorbestimmte Winkel so eingestellt, dass er sowohl für die erste als auch für die zweite elektrische Leitergruppe 51a und 51b gleich ist.As in 2 and 4A-4B shown is in each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor group 51a and 51b ) the winding section 54 formed so that it extends in the circumferential direction and at its peripheral ends with the axial ends of the straight sections 53 connected is. As in 7th shown is the winding section 54 also shaped so that it has the shape of a web which is higher in its circumferential center than at its circumferential ends. The peripheral end parts of the turn portion 54 are each with the straight sections 53 connected so that they are at a predetermined angle to the direction of extension of the straight sections 53 (or inclined to the axial direction). More precisely, as in 4A and 7th is shown, each of the peripheral end parts of the turn portion 54 obliquely to the direction of extent of the straight sections 53 (or the axial direction) so that an angle α between the peripheral end part and the extending direction of the straight portions 53 is equal to the predetermined angle (e.g., about 120 °). In addition, the predetermined angle is set to be for both the first and second electrical conductor groups 51a and 51b is equal to.
Wie in 12A und 12B gezeigt, verbindet der Windungsabschnitt 54 außerdem das Paar gerader Abschnitte 53, die sich an unterschiedlichen radialen Positionen befinden. Daher hat der Windungsabschnitt 54, wie in 2 gezeigt, einen gebogenen Teil, der sich in axialer Richtung gesehen im Wesentlichen in eine „S“-Form biegt (oder gebogen ist). Darüber hinaus ist, wie in den 4A-4B und 7 gezeigt, jede der elektrischen Leitergruppen 51 so gebogen, dass eine axial innere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der elektrischen Leitergruppe 51, die mit den in Umfangsrichtung inneren Seitenflächen der geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 verbunden ist, einer axialen Endfläche des Statorkerns 31 gegenüberliegt.As in 12A and 12B shown, connects the winding portion 54 also the pair of straight sections 53 that are in different radial positions. Therefore the winding section has 54 , as in 2 is shown a bent portion which, when viewed in the axial direction, bends (or is bent) substantially into an "S" shape. In addition, as in the 4A-4B and 7th shown each of the electrical conductor groups 51 bent so that an axially inner side surface of the turn portion 54 the electrical conductor group 51 with the circumferentially inner side surfaces of the straight sections 53 the electrical conductor group 51 is connected, an axial end face of the stator core 31 opposite.
Genauer gesagt, in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b) hat der Windungsabschnitt 54 ein erstes Umfangsende, das mit demjenigen des Paars gerader Abschnitte 53 verbunden ist, der sich radial innen befindet, und ein zweites Umfangsende, das mit demjenigen des Paars gerader Abschnitte 53 verbunden ist, der sich radial außen befindet. Der Windungsabschnitt 54 erstreckt sich entlang der Umfangsrichtung von dem ersten Umfangsende bis in die Nähe eines zentralen Teils davon. Darüber hinaus hat der Windungsabschnitt 54, wie in den 2 und 7 gezeigt, eine erste Biegung 55, die von der radial inneren Seite zur radial äußeren Seite in Bezug auf die Umfangsrichtung in der Nähe des zentralen Teils des Windungsabschnitts 54 gebogen ist. Die erste Biegung 55 ist in dem Maße gebogen, dass der Windungsabschnitt 54 parallel zur radialen Richtung wird, d.h. in dem Maße, dass alle elektrischen Leitersegmente 52, die den Windungsabschnitt 54 bilden, in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet werden.More precisely, in each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor group 51a and 51b ) has the winding section 54 a first peripheral end coincident with that of the pair of straight sections 53 which is located radially inward, and a second peripheral end that is connected to that of the pair of straight sections 53 is connected, which is located radially outward. The winding section 54 extends along the circumferential direction from the first circumferential end to the vicinity of a central part thereof. In addition, the winding section has 54 as in the 2 and 7th shown a first bend 55 from the radially inner side to the radially outer side with respect to the circumferential direction in the vicinity of the central part of the winding portion 54 is bent. The first bend 55 is bent to the extent that the winding section 54 becomes parallel to the radial direction, ie to the extent that all electrical conductor segments 52 showing the winding section 54 form, are aligned with one another in the circumferential direction.
Folglich ist, wie in 2 und 7-8 gezeigt, in der Nähe des zentralen Teils des Windungsabschnitts 54 ein sich radial erstreckender Teil 56 ausgebildet, der sich entlang der radialen Richtung erstreckt. Außerdem entspricht, wie in 7 gezeigt, der sich radial erstreckende Teil 56 einem Scheitelteil des Windungsabschnitts 54, der sich axial am weitesten vom Statorkern 31 im Windungsabschnitt 54 befindet. Das heißt, im Bereich vom ersten Umfangsende bis zum sich radial erstreckenden Teil 56 erstreckt sich der Windungsabschnitt 54 schräg zur axialen Richtung und weg vom Statorkern 31.Hence, as in 2 and 7-8 shown near the central part of the coil section 54 a radially extending part 56 which extends along the radial direction. Also, as in 7th shown the radially extending portion 56 an apex part of the turn portion 54 which is farthest axially from the stator core 31 in the turn section 54 is located. That is, in the area from the first peripheral end to the radially extending part 56 extends the turn portion 54 oblique to the axial direction and away from the stator core 31 .
Darüber hinaus ist, wie in 2 gezeigt, der sich radial erstreckende Teil 56 mit einer zweiten Biegung 57 des Windungsabschnitts 54 verbunden, die aus der radialen Richtung in Richtung der Umfangsrichtung gebogen ist. Genauer gesagt ist die zweite Biegung 57 in einem spitzen Winkel in Form einer Haarnadelkurve gebogen, so dass ein Teil der zweiten Biegung 57 radial nach außen aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 herausragt. Von der zweiten Biegung 57 erstreckt sich der Windungsabschnitt 54 entlang der Umfangsrichtung bis zu seinem zweiten Umfangsende. Außerdem erstreckt sich, wie in 7 gezeigt, im Bereich von dem sich radial erstreckenden Teil 56 bis zu dessen zweitem Umfangsende der Windungsabschnitt 54 schräg in Bezug auf die axiale Richtung und in Richtung des Statorkerns 31.In addition, as in 2 shown the radially extending portion 56 with a second bend 57 of the winding section 54 which is bent from the radial direction toward the circumferential direction. More specifically, is the second bend 57 bent at an acute angle in the shape of a hairpin curve, leaving part of the second bend 57 radially outward from the slots 35 of the stator core 31 protrudes. From the second bend 57 extends the turn portion 54 along the circumferential direction up to its second circumferential end. In addition, as in 7th shown in the region of the radially extending part 56 up to the second circumferential end of the winding section 54 obliquely with respect to the axial direction and towards the stator core 31 .
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Krümmungsradius (oder Rundungsradius R) der zweiten Biegung 57 kleiner eingestellt als der Krümmungsradius der ersten Biegung 55. Daher ist im Windungsabschnitt 54 eine Biegung mit einem kleineren Krümmungsradius (d.h. die zweite Biegung 57) weiter radial außen angeordnet als eine Biegung mit einem größeren Krümmungsradius (d.h. die erste Biegung 55).In the present embodiment, the radius of curvature (or radius of curvature R) is the second bend 57 set smaller than the radius of curvature of the first bend 55 . Therefore it is in the winding section 54 a bend with a smaller radius of curvature (i.e. the second bend 57 ) located more radially outward than a bend with a larger radius of curvature (ie the first bend 55 ).
Darüber hinaus ist, wie in 2 gezeigt, der überstehende Betrag der zweiten Biegung 57 (d.h. der Betrag, um den die zweite Biegung 57 radial aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 herausragt) so eingestellt, dass er innerhalb des Bereichs des hinteren Jochs 33 des Statorkerns 33 liegt. Das heißt, der überstehende Betrag ist so eingestellt, dass sich die gesamte zweite Biegung 57 radial innerhalb des radial äußeren Umfangs des Statorkerns 31 befindet.In addition, as in 2 shown, the protruding amount of the second bend 57 (i.e. the amount by which the second bend 57 radially out of the slots 35 of the stator core 31 protruding) adjusted to be within the range of the posterior yoke 33 of the stator core 33 lies. That is, the protruding amount is set so that the entire second bend is 57 radially inside the radially outer periphery of the stator core 31 is located.
Andererseits ragt, wie in 2 gezeigt, die erste Biegung 55 nicht radial nach innen aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 heraus. Das heißt, der Betrag, um den der Windungsabschnitt 54 radial nach außen aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 herausragt, ist so eingestellt, dass er größer ist als der Betrag, um den der Windungsabschnitt 54 radial nach innen aus den Schlitzen 35 herausragt. Mit anderen Worten, die Statorspule 32 wölbt sich nur radial nach außen, nicht radial nach innen aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31.On the other hand, as in 2 shown the first bend 55 not radially inwards out of the slots 35 of the stator core 31 out. That is, the amount by which the coil section 54 radially outward from the slots 35 of the stator core 31 protrudes is set so that it is larger than the amount by which the winding portion 54 radially inwards out of the slots 35 protrudes. In other words, the stator coil 32 bulges only radially outward, not radially inward, out of the slots 35 of the stator core 31 .
Wie oben beschrieben, bilden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Biegung 55, der sich radial erstreckende Teil 56 und die zweite Biegung 57 zusammen den im Wesentlichen S-förmig gebogenen Teil des Drehteils 54.As described above, in the present embodiment, form the first bend 55 , the radially extending part 56 and the second bend 57 together the substantially S-shaped bent part of the rotating part 54 .
Darüber hinaus ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Rotor 40 so konfiguriert, dass er sich in einer vorbestimmten Drehrichtung dreht, die in 2 durch einen ausgeblendeten Pfeil angedeutet ist (d.h. die Richtung gegen den Uhrzeigersinn in 2). In jeder der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b) erstreckt sich der Windungsabschnitt 54 radial nach außen, während er sich in der Drehrichtung des Rotors 40 erstreckt. Das heißt, von dem Paar von Umfangsenden des Windungsabschnitts 54 ist das zweite Umfangsende auf der radial äußeren Seite in der Drehrichtung des Rotors 40 vor (stromabwärts) von dem ersten Umfangsende auf der radial inneren Seite angeordnet.In addition, in the present embodiment, the rotor 40 configured to rotate in a predetermined direction of rotation included in 2 indicated by a hidden arrow (i.e. the counterclockwise direction in 2 ). In each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor group 51a and 51b ) the winding section extends 54 radially outward while moving in the direction of rotation of the rotor 40 extends. That is, of the pair of peripheral ends of the turn portion 54 is the second peripheral end on the radially outer side in the rotating direction of the rotor 40 arranged in front of (downstream) from the first peripheral end on the radially inner side.
Wie in 4 und 7 gezeigt, sind für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b so angeordnet, dass sie einander in axialer Richtung überlappen. Außerdem befindet sich der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b auf der axial inneren Seite (oder der Seite des Statorkerns 31) des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a. Darüber hinaus sind die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b so angeordnet, dass eine axial innere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a einer axial äußeren Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b zugewandt und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand von dieser beabstandet ist. Das heißt, die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b sind so angeordnet, dass sie sich parallel zueinander erstrecken.As in 4th and 7th are shown for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the turn sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b arranged so that they overlap each other in the axial direction. In addition, there is the winding section 54 the second electrical conductor group 51b on the axially inner side (or the side of the stator core 31 ) of the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a . In addition, the winding sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b arranged so that an axially inner side surface of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a an axially outer side surface of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b facing and spaced at a substantially constant distance therefrom. That is, the winding sections 54 the first and second electrical conductor group 51a and 51b are arranged so that they extend parallel to each other.
Genauer gesagt, wie in 4A und 7 gezeigt, sind die schrägen Winkel α des Windungsabschnitts 54 zu den geraden Abschnitten 53 in der ersten elektrischen Leitergruppe 51a im Wesentlichen gleich den schrägen Winkeln α des Windungsabschnitts 54 zu den geraden Abschnitten 53 in der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b. Darüber hinaus befinden sich die erste Biegung 55, der sich radial erstreckende Teil 56 und die zweite Biegung 57 in dem Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a jeweils an im Wesentlichen denselben Umfangspositionen wie die erste Biegung 55, der sich radial erstreckende Teil 56 und die zweite Biegung 57 in dem Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b. Darüber hinaus sind der Krümmungsradius der ersten Biegung 55, die Länge des sich radial erstreckenden Teils 56 und der Krümmungsradius der zweiten Biegung 57 in dem Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a so eingestellt, dass sie jeweils im Wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der ersten Biegung 55, der Länge des sich radial erstreckenden Teils 56 und dem Krümmungsradius der zweiten Biegung 57 in dem Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b sind. Das heißt, der gebogene Teil des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und der gebogene Teil des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b haben im Wesentlichen die gleiche „S“-Form.More precisely, as in 4A and 7th shown are the oblique angles α of the winding section 54 to the straight sections 53 in the first electrical conductor group 51a essentially equal to the oblique angles α of the winding section 54 to the straight sections 53 in the second electrical conductor group 51b . Beyond that is the first bend 55 , the radially extending part 56 and the second bend 57 in the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a each at substantially the same circumferential positions as the first bend 55 , the radially extending part 56 and the second bend 57 in the winding section 54 the second electrical conductor group 51b . In addition, these are the radius of curvature of the first bend 55 , the length of the radially extending portion 56 and the radius of curvature of the second bend 57 in the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a adjusted so that they each substantially equal the radius of curvature of the first bend 55 , the length of the radially extending part 56 and the radius of curvature of the second bend 57 in the winding section 54 the second electrical conductor group 51b are. That is, the bent part of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a and the bent part of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b have essentially the same "S" shape.
Bei der vorstehenden Konfiguration, wie in 8 dargestellt, sind die elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a und 51b bilden, an den Windungsabschnitten 54 jedes Paares der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b parallel zu den elektrischen Leitersegmenten 52 angeordnet, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden. Darüber hinaus sind die axial inneren Seitenflächen (d.h. die unteren Seitenflächen in 8) der elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, jeweils den axial äußeren Seitenflächen (d.h. den oberen Seitenflächen in 8) der elektrischen Leitersegmente 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, axial gegenüberliegend und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zu ihnen angeordnet.With the above configuration, as in 8th shown are the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a and 51b form, at the turn sections 54 each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b parallel to the electrical conductor segments 52 arranged that the second electrical conductor group 51b form. In addition, the axially inner side surfaces (i.e. the lower side surfaces in 8th ) of the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a each form the axially outer side surfaces (i.e. the upper side surfaces in 8th ) of the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b form, axially opposite and arranged at a substantially constant distance from them.
Darüber hinaus können die axial inneren Seitenflächen der elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, alternativ in Oberflächenkontakt mit den axial äußeren Seitenflächen der elektrischen Leitersegmente 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, angeordnet sein. Das heißt, die axial-inneren Seitenflächen der elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, dürfen nicht von den axial-äußeren Seitenflächen der elektrischen Leitersegmente 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, beabstandet sein.In addition, the axially inner Side surfaces of the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a form, alternatively in surface contact with the axially outer side surfaces of the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b form, be arranged. That is, the axially inner side surfaces of the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a may not form from the axially outer side surfaces of the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b form, be spaced.
Darüber hinaus sind, wie in 2 gezeigt, die im Wesentlichen S-förmig gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Umfangsabstand zwischen den gebogenen Teilen der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist.In addition, as in 2 shown, the substantially S-shaped bent parts of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 arranged in alignment with one another in the circumferential direction. In the present embodiment, the circumferential distance between the bent parts is the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 adjusted to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 of the stator core 31 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is.
Genauer gesagt sind, wie in den 2 und 7 gezeigt, die sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppen 51a in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den sich radial erstreckenden Teilen 56 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist. In ähnlicher Weise sind die sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppen 51b ebenfalls in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den sich radial erstreckenden Teilen 56 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b ist ebenfalls so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist.More precisely, as in the 2 and 7th shown the radially extending parts 56 of the winding sections 54 of the first electrical conductor groups 51a arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the radially extending parts 56 of the winding sections 54 the first group of electrical conductors 51a is set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is. Similarly, are the radially extending parts 56 of the winding sections 54 of the second electrical conductor group 51b also arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the radially extending parts 56 of the winding sections 54 the second electrical conductor group 51b is also set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is.
Außerdem ist zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 ein vorbestimmter Abstand C1 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stator 30 so konfiguriert, dass er die folgende Beziehung erfüllt:
wobei Rc der Abstand von einer Mittelachse des Statorkerns 31 (oder der Mittelachse O der rotierenden Welle 11) zur radialen Mitte jedes der Schlitze 35 ist, S die Anzahl der im Statorkern 31 ausgebildeten Schlitze 35 ist, N die Anzahl der elektrischen Leitersegmente 52 ist, die in jeder der elektrischenAlso, between each circumferentially adjacent pair of the radially extending parts 56 of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 a predetermined distance C1 intended. In the present embodiment, the stator 30th configured to meet the following relationship: where Rc is the distance from a central axis of the stator core 31 (or the central axis O of the rotating shaft 11 ) to the radial center of each of the slots 35 is, S is the number of in the stator core 31 formed slots 35 is, N is the number of electrical conductor segments 52 is that in each of the electrical
Leitergruppen 51 enthalten sind, und Hc die radiale Dicke jedes der elektrischen Leitersegmente 52 in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 ist.Leader groups 51 are included, and Hc is the radial thickness of each of the electrical conductor segments 52 in the corresponding slots 35 of the stator core 31 is.
Darüber hinaus ist der Abstand Rc in 2 und 3 dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich ist, kann der Abstand Rc als der Abstand von der Mittelachse des Statorkerns 31 zur radialen Mittelposition der sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 betrachtet werden. Darüber hinaus kann, wie aus 3 ersichtlich, der Abstand Rc auch als der Abstand von der Mittelachse des Statorkerns 31 zur Grenze zwischen den beiden elektrischen Leitergruppen 51 in jeder der Schlitze 35 betrachtet werden. Die radiale Dicke Hc jedes der elektrischen Leitersegmente 52 ist in 3 dargestellt. Außerdem stellt, wie aus 8 ersichtlich, N×Hc die Umfangsabmessung jedes der sich radial erstreckenden Teile 56 (oder der Scheitelteile) der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 dar.In addition, the distance Rc in 2 and 3 shown. How out 2 As can be seen, the distance Rc can be taken as the distance from the central axis of the stator core 31 to the radial center position of the radially extending parts 56 of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 to be viewed as. In addition, how out 3 As can be seen, the distance Rc is also called the distance from the central axis of the stator core 31 to the boundary between the two groups of electrical conductors 51 in each of the slots 35 to be viewed as. The radial thickness Hc of each of the electrical conductor segments 52 is in 3 shown. In addition, how exhibits 8th As can be seen, N × Hc is the circumferential dimension of each of the radially extending portions 56 (or the apex parts) of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 represent.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die 2 und 7 sind die ersten Biegungen 55 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den ersten Biegungen 55 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist. In ähnlicher Weise sind die ersten Biegungen 55 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b ebenfalls in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den ersten Biegungen 55 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b ist ebenfalls so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist.Referring again to the 2 and 7th are the first bends 55 of the winding sections 54 the first group of electrical conductors 51a arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the first bends 55 of the winding sections 54 the first group of electrical conductors 51a is set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is. The first bends are similar 55 of the winding sections 54 the second electrical conductor group 51b also arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the first bends 55 of the winding sections 54 the second electrical conductor group 51b is also set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is.
Außerdem sind die zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist. In ähnlicher Weise sind auch die zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b ist ebenfalls so eingestellt, dass er größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 ist.Also, the second are bends 57 of the winding sections 54 the first group of electrical conductors 51a arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the second bends 57 of the winding sections 54 the first group of electrical conductors 51a is set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is. The second bends are similar 57 of the winding sections 54 the second electrical conductor group 51b arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the second bends 57 of the winding sections 54 the second electrical conductor group 51b is also set to be greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 is.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 12B gezeigt, für jede der elektrischen Leitergruppen 51 die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrische Leitergruppe 51 bilden, an dem Windungsabschnitt 54 der elektrischen Leitergruppe 51 parallel zueinander angeordnet, wobei die Anordnungsreihenfolge der elektrischen Leitersegmente 52 an dem Paar von geraden Abschnitten 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 beibehalten wird.In the present embodiment, as shown in FIG 12B shown for each of the electrical conductor groups 51 the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor group 51 form, at the turn portion 54 the electrical conductor group 51 arranged parallel to each other, the order of the arrangement of the electrical conductor segments 52 at the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in the corresponding slots 35 of the stator core 31 is retained.
Wie in 9 dargestellt, werden die geraden Abschnitte 53 jedes axial überlappenden Paares der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b von der ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 9) des Statorkerns 41 in die entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 eingeführt. Dann werden die distalen Endteile der geraden Abschnitte 53, die auf der zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 10) des Statorkerns 31 aus den entsprechenden Schlitzen 35 herausragen, verdreht und entlang der Umfangsrichtung in einem vorgegebenen Abstand gebogen, wodurch Verbindungsabschnitte 58 gebildet werden.As in 9 are shown, the straight sections 53 each axially overlapping pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b from the first axial side (i.e. the upper side in 9 ) of the stator core 41 into the corresponding slots 35 of the stator core 31 introduced. Then the distal end parts become the straight sections 53 that are on the second axial side (i.e. the lower side in 10 ) of the stator core 31 from the corresponding slots 35 protrude, twisted and bent along the circumferential direction at a predetermined distance, thereby connecting portions 58 are formed.
Wie in 11 und 13 gezeigt, umfasst jeder der Verbindungsabschnitte 58 einen ersten Anschlussabschnitt 58a, der in Umfangsrichtung nach außen von einem entsprechenden Paar der geraden Abschnitte 53 gebogen ist, und einen zweiten Anschlussabschnitt 58b, der in Umfangsrichtung nach innen von einem entsprechenden Paar der geraden Abschnitte 53 gebogen ist.As in 11 and 13th as shown, each of the connecting portions includes 58 a first connection section 58a that is circumferentially outward from a corresponding pair of the straight sections 53 is bent, and a second connecting portion 58b that is circumferentially inward from a corresponding pair of the straight sections 53 is bent.
Darüber hinaus ist 11A eine perspektivische Ansicht eines Teils des Stators 30 in Umfangsrichtung. 11B ist eine Draufsicht auf einen Teil des Stators 30 in der Umfangsrichtung entwickelt. Es sollte beachtet werden, dass der Einfachheit halber nur einige der Verbindungsabschnitte 58 in den 11A und 11B dargestellt sind und dass tatsächlich alle Schlitze 35 des Statorkerns 31 die entsprechenden geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppen 51, die darin aufgenommen sind, und die entsprechenden Verbindungsabschnitte 58, die daraus hervorstehen, aufweisen.In addition, is 11A a perspective view of part of the stator 30th in the circumferential direction. 11B Figure 3 is a plan view of part of the stator 30th developed in the circumferential direction. It should be noted that, for the sake of simplicity, only some of the connecting sections 58 in the 11A and 11B are shown and that in fact all slots 35 of the stator core 31 the corresponding straight sections 53 of the electrical conductor groups 51 received therein and the corresponding connecting portions 58 protruding from it.
Die Biegerichtungen der Anschlussabschnitte 58a und 58b werden auf der Grundlage eines vorgegebenen Anschlussmusters der Statorspule 32 für die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrischen Leitergruppen 51 bilden, variiert. Außerdem ist die Art und Weise, wie die Biegerichtungen der Anschlussabschnitte 58a und 58b für die elektrischen Leitersegmente 52 variiert werden, in den 11A und 11B dargestellt.The bending directions of the connection sections 58a and 58b are based on a predetermined connection pattern of the stator coil 32 for the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor groups 51 form varies. Also, the way is how the bending directions of the connector sections 58a and 58b for the electrical conductor segments 52 can be varied in the 11A and 11B shown.
Jedes entsprechende Paar der Anschlussabschnitte 58a und 58b der elektrischen Leitergruppen 51 wird z.B. durch WIG-Schweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Ähnliches miteinander verbunden. Folglich werden die Anschlussabschnitte 58 mit dem Statorkern 31 in axialer Richtung in Eingriff gebracht und daran befestigt; somit sind die elektrischen Leitergruppen 51 durch die Anschlussabschnitte 58 und die Drehabschnitte 54 am Statorkern 31 befestigt. Dadurch werden die geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppen 51 an einer axialen Bewegung relativ zum Statorkern 31 gehindert und somit zuverlässig in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 gehalten.Each corresponding pair of the connector sections 58a and 58b of the electrical conductor groups 51 are connected to one another, for example, by TIG welding, laser welding, ultrasonic welding or the like. Consequently, the terminal sections 58 with the stator core 31 engaged and secured in the axial direction; thus are the electrical conductor groups 51 through the connection sections 58 and the turning sections 54 on the stator core 31 attached. This will make the straight sections 53 of the electrical conductor groups 51 an axial movement relative to the stator core 31 prevented and therefore reliable in the corresponding slots 35 of the stator core 31 held.
Außerdem sind die elektrischen Leitergruppen 51 durch die Anschlussabschnitte 58 in dem vorgegebenen Anschlussmuster elektrisch verbunden und bilden die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32.In addition, the electrical conductor groups are 51 through the connection sections 58 electrically connected in the predetermined connection pattern and form the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 .
Als nächstes wird das Anschlussbild der Statorspule 32 unter Bezugnahme auf 12A-12B und 13 detailliert beschrieben. Next is the connection diagram of the stator coil 32 with reference to 12A-12B and 13th described in detail.
12A veranschaulicht die Anordnung eines Paares von ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31. 12B veranschaulicht die Anordnung der elektrischen Leitersegmente 52, die die in 12A gezeigte erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31. 13 veranschaulicht das Anschlussbild der U-Phasen-Wicklung der Statorspule 32. Darüber hinaus ist in 12A und 13 die erste elektrische Leitergruppe 51a mit durchgezogenen Linien dargestellt, während die zweite elektrische Leitergruppe 51b mit gestrichelten Linien dargestellt ist. 12A Fig. 11 illustrates the arrangement of a pair of first and second electrical conductor groups 51a and 51b in the corresponding slots 35 of the stator core 31 . 12B illustrates the arrangement of the electrical conductor segments 52 that the in 12A shown first electrical conductor group 51a form in the corresponding slots 35 of the stator core 31 . 13th illustrates the connection diagram of the U-phase winding of the stator coil 32 . In addition, in 12A and 13th the first group of electrical conductors 51a shown with solid lines, while the second electrical conductor group 51b is shown with dashed lines.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 12A-12B und 13 gezeigt, ist jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als verteilte Wicklung konfiguriert.In the present embodiment, as shown in 12A-12B and 13th each phase winding is the stator coil 32 configured as a distributed winding.
Darüber hinaus ist, wie in den 12A-12B gezeigt, für jede der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. die erste und die zweite elektrische Leitergruppe 51a und 51b) einer des Paares von geraden Abschnitten 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in einem radial äußeren Teil eines entsprechenden Schlitzes 35 aufgenommen, während der andere des Paares von geraden Abschnitten 53 in einem radial inneren Teil eines anderen entsprechenden Schlitzes 35 aufgenommen ist. Außerdem ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 7-Schlitz-Teilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 5-Schlitz-Teilung ausgebildet ist.In addition, as in the 12A-12B shown for each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor groups 51a and 51b ) one of the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in a radially outer part of a corresponding slot 35 added while the other of the pair of straight sections 53 in a radially inner part of another corresponding slot 35 is recorded. Also is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 7-slot pitch, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 5-slot pitch.
Wie in 13 gezeigt, sind in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 die Paare von geraden Abschnitten 53, die sich an unterschiedlichen radialen Positionen befinden, durch den Windungsabschnitt 54 auf der ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 13) des Statorkerns 31 verbunden. Andererseits ist auf der zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 13) des Statorkerns 31 jedes entsprechende Paar der geraden Abschnitte 53, die zu verschiedenen der elektrischen Leitergruppen 51 gehören und sich an der gleichen radialen Position befinden, durch einen der Verbindungsabschnitte 58 verbunden.As in 13th are shown in each of the electrical conductor groups 51 the pairs of straight sections 53 located at different radial positions through the winding portion 54 on the first axial side (i.e. the upper side in 13th ) of the stator core 31 tied together. On the other hand, on the second axial side (i.e. the lower side in 13th ) of the stator core 31 each corresponding pair of the straight sections 53 belonging to different of the electrical conductor groups 51 and are at the same radial position by one of the connecting sections 58 tied together.
Darüber hinaus ist, wie in 13 gezeigt, jede Phasenwicklung der Statorspule 32 auf den Statorkern 31 in einer verteilten Wicklung Weise, insbesondere in einer Welle-Lappen Wicklung Weise gewickelt. Außerdem ist jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als Vollabstandswicklung ausgeführt, deren Steigung gleich der Magnetpolsteigung ist.In addition, as in 13th shown each phase winding of the stator coil 32 on the stator core 31 wound in a distributed winding manner, particularly in a wave-lobe winding manner. In addition, each phase winding is the stator coil 32 designed as a full-spaced winding, the pitch of which is equal to the pitch of the magnetic pole.
Wie zuvor beschrieben, sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 14 gezeigt, die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 sternförmig miteinander verbunden, um den Neutralpunkt dazwischen zu definieren. Außerdem sind die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die eine gleiche der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 bilden, miteinander in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die ersten elektrischen Leitergruppen 51a näher am Sternpunkt angeschlossen als die zweiten elektrischen Leitergruppen 52.As described above, in the present embodiment, as shown in FIG 14th shown, the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 Connected in a star shape to define the neutral point in between. In addition, the first and second electrical conductor groups are 51a and 51b that are an equal of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 form, connected in series with each other. In addition, the first are electrical conductor groups 51a connected closer to the star point than the second electrical conductor groups 52 .
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die folgenden vorteilhaften Effekte zu erzielen.According to the present embodiment, it is possible to obtain the following advantageous effects.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Elektromotor 10 den Stator 30 (oder Anker). Der Stator 30 umfasst den Statorkern 31 (oder ringförmigen Ankerkern) und die dreiphasige Statorspule 32 (oder Ankerspule), die um den Statorkern 31 gewickelt ist. Der Statorkern 31 weist eine Vielzahl von Schlitzen 35 auf, die in seiner Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Statorspule 32 ist aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen elektrischen Leitergruppen 51 gebildet. Jede der elektrischen Leitergruppen 51 besteht aus einem Bündel einer Vielzahl (z.B. vier in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) von elektrischen Leitersegmenten 52. Jede der Vielzahl von elektrischen Leitergruppen 51 ist im Wesentlichen U-förmig, um das Paar von geraden Abschnitten 53 (oder Schenkelabschnitten) und den Windungsabschnitt 54 (oder Verbindungsabschnitt) zu haben. Das Paar der geraden Abschnitte 53 wird jeweils in einem entsprechenden Paar der Schlitze 35 des Statorkerns 31 aufgenommen, so dass es sich an unterschiedlichen radialen Positionen in den entsprechenden Schlitzen 35 befindet. Der Windungsabschnitt 54 erstreckt sich auf der ersten axialen Seite des Statorkerns 31, um das Paar der geraden Abschnitte 53 zu verbinden. Der Windungsabschnitt 54 hat den im Wesentlichen S-förmig gebogenen Teil, der radial in Bezug auf die Umfangsrichtung gebogen ist. Die Vielzahl von elektrischen Leitergruppen 51 sind so gepaart, dass jedes Paar der elektrischen Leitergruppen 51 aus einer ersten elektrischen Leitergruppe 51a und einer zweiten elektrischen Leitergruppe 51b besteht, die beide zu einer gleichen Phase der Statorspule 32 gehören. Der Umfangsabstand zwischen dem Paar von geraden Abschnitten 53 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a ist größer als der Umfangsabstand zwischen dem Paar von geraden Abschnitten 53 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b. In jedem Paar der elektrischen Leitergruppen 51 sind die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b so angeordnet, dass sie einander axial überlappen.In the present exemplary embodiment, the electric motor comprises 10 the stator 30th (or anchor). The stator 30th includes the stator core 31 (or annular armature core) and the three-phase stator coil 32 (or armature coil) around the stator core 31 is wrapped. The stator core 31 has a multitude of slots 35 which are arranged in its circumferential direction. The stator coil 32 is made up of a large number of interconnected electrical conductor groups 51 educated. Each of the electrical conductor groups 51 consists of a bundle of a multiplicity (for example four in the present exemplary embodiment) of electrical conductor segments 52 . Any of the wide variety of electrical conductor groups 51 is essentially U-shaped, around the pair of straight sections 53 (or leg sections) and the winding section 54 (or connecting section). The pair of straight sections 53 is each in a corresponding pair of the slots 35 of the stator core 31 added so that it is at different radial positions in the corresponding slots 35 is located. The winding section 54 extends on the first axial side of the stator core 31 to get the pair of straight sections 53 connect to. The winding section 54 has the substantially S-shaped bent part that is radially bent with respect to the circumferential direction. The variety of electrical conductor groups 51 are paired so that each pair of electrical conductor groups 51 from a first group of electrical conductors 51a and a second group of electrical conductors 51b consists, both of which are at the same phase of the stator coil 32 belong. The circumferential distance between the pair of straight sections 53 the first group of electrical conductors 51a is greater than the circumferential distance between the pair of straight sections 53 the second electrical conductor group 51b . In each pair of the electrical conductor groups 51 are the winding sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b arranged so that they axially overlap each other.
Mit der vorstehenden Anordnung wird es möglich, einen größeren Abstand zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 bereitzustellen als im Fall der Anordnung der Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die sich nicht axial überlappen. Folglich wird es einfacher, die Konstruktionsspezifikationen des Elektromotors 10 zu ändern, wie z.B. die Verringerung des Außendurchmessers des Stators 30, die Erhöhung der Anzahl der im Statorkern 31 ausgebildeten Schlitze 35, die Erhöhung der Dicke der elektrischen Leitersegmente 52 oder die Erhöhung der Anzahl der elektrischen Leitersegmente 52, die in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 enthalten sind.With the above arrangement, it becomes possible to have a larger distance between each circumferentially adjacent pair of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 than in the case of the arrangement of the winding sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b that do not overlap axially. As a result, it becomes easier to check the design specifications of the electric motor 10 change, such as reducing the outside diameter of the stator 30th , increasing the number of in the stator core 31 formed slots 35 , increasing the thickness of the electrical conductor segments 52 or increasing the number of electrical conductor segments 52 that are in each of the electrical conductor groups 51 are included.
Darüber hinaus wird es mit der vorstehenden Anordnung möglich, den Abstand zwischen jedem axial benachbarten Paar der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 zu verringern und dadurch die Größe eines Spulenendes der Statorspule 32 zu reduzieren, als in dem Fall, in dem die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b so angeordnet sind, dass sie einander nicht axial überlappen. Darüber hinaus wird das Spulenende aus allen Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 gebildet.In addition, with the above arrangement, it becomes possible to adjust the distance between each axially adjacent pair of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 to reduce and thereby the size of a coil end of the stator coil 32 to reduce than in the case where the winding sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b are arranged so that they do not axially overlap each other. In addition, the coil end is made up of all winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 educated.
Um die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b so anzuordnen, dass sie einander axial überlappen, werden die elektrischen Leitergruppen 51 an den jeweiligen Windungsabschnitten 54 auf die gleiche Weise gebogen. Folglich wird es möglich, das Auftreten von Störungen zwischen jedem benachbarten Paar der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 zu verhindern.Around the turn sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b to be arranged so that they axially overlap each other, the electrical conductor groups 51 at the respective winding sections 54 bent in the same way. As a result, it becomes possible for noises to occur between each adjacent pair of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 to prevent.
Da außerdem die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die so angeordnet sind, dass sie einander axial überlappen, zu einer gleichen Phase der Statorspule 32 gehören, wird es möglich, das Auftreten einer elektrischen Entladung zu unterdrücken, selbst wenn die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b versehentlich miteinander in Kontakt gebracht werden.Since, in addition, the winding sections 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b which are arranged so as to axially overlap each other at an equal phase of the stator coil 32 belong, it becomes possible to suppress the occurrence of electric discharge even if the first and second electric conductor groups 51a and 51b accidentally brought into contact with each other.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für jede der elektrischen Leitergruppen 51 die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrische Leitergruppe 51 bilden, an dem Paar gerader Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in der vorbestimmten Anordnungsreihenfolge in radialer Richtung so angeordnet, dass sie in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 radial miteinander fluchten. Darüber hinaus sind die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrische Leitergruppe 51 bilden, an dem Windungsabschnitt 54 der elektrischen Leitergruppe 51 parallel zueinander angeordnet, wobei die Anordnungsreihenfolge der elektrischen Leitersegmente 52 an dem Paar von geraden Abschnitten 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in den entsprechenden Schlitzen 35 beibehalten wird.In the present exemplary embodiment are for each of the electrical conductor groups 51 the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor group 51 form on the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 arranged in the predetermined arrangement order in the radial direction so that they are in the corresponding slots 35 of the stator core 31 align radially with each other. In addition, the electrical conductor segments are 52 who have favourited the electrical conductor group 51 form, at the turn portion 54 the electrical conductor group 51 arranged parallel to each other, the order of the arrangement of the electrical conductor segments 52 at the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in the corresponding slots 35 is retained.
Mit der vorstehenden Anordnung können die elektrischen Leitersegmente 52 auf die gleiche Weise gebogen werden, wodurch die Herstellung des Stators 30 erleichtert wird. Außerdem können die elektrischen Leitersegmente 52 entlang der Umfangsrichtung am Windungsabschnitt 54 angeordnet werden, wodurch die axiale Breite des Windungsabschnitts 54 verringert wird.With the above arrangement, the electrical conductor segments 52 be bent in the same way, thereby making the stator 30th is facilitated. In addition, the electrical conductor segments 52 along the circumferential direction at the turn portion 54 are arranged, whereby the axial width of the winding portion 54 is decreased.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die im Wesentlichen S-förmig gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppen 51a in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den gebogenen Teilen der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppen 51a ist größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35. Die im Wesentlichen S-förmig gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppen 51b sind ebenfalls in Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Umfangsabstand zwischen den gebogenen Teilen der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppen 51b ist ebenfalls größer als oder gleich dem Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 und kleiner als oder gleich dem doppelten Umfangsabstand zwischen den Schlitzen 35.In the present exemplary embodiment, the essentially S-shaped bent parts are the winding sections 54 of the first electrical conductor groups 51a arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the bent parts of the turn sections 54 of the first electrical conductor groups 51a is greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 of the stator core 31 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 . The essentially S-shaped bent parts of the winding sections 54 of the second electrical conductor group 51b are also arranged in line with one another in the circumferential direction. The circumferential distance between the bent parts of the turn sections 54 of the second electrical conductor group 51b is also greater than or equal to the circumferential distance between the slots 35 of the stator core 31 and less than or equal to twice the circumferential spacing between the slots 35 .
Mit der vorstehenden Anordnung wird es möglich, die axiale Breite des Spulenendes, das aus allen Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 gebildet wird, zu reduzieren.With the above arrangement, it becomes possible to adjust the axial width of the coil end, which consists of all winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 is formed to reduce.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für jede der elektrischen Leitergruppen 51 einer des Paars gerader Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in dem radial äußeren Teil einer entsprechenden Nut 35 des Statorkerns 31 aufgenommen und der andere des Paars gerader Abschnitte 53 wird in dem radial inneren Teil einer anderen entsprechenden Nut 35 des Statorkerns 31 aufgenommen. In dem gebogenen Teil des Windungsabschnitts 54 der elektrischen Leitergruppe 51 ist der sich radial erstreckende Teil 56 ausgebildet, der sich entlang der radialen Richtung erstreckt und in dem die elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrische Leitergruppe 51 bilden, in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet angeordnet sind. Darüber hinaus sind die sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der ersten elektrischen Leitergruppen in der Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet; und die sich radial erstreckenden Teile 56 der Windungsabschnitte 54 der zweiten elektrischen Leitergruppen sind ebenfalls in der Umfangsrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Der Stator 30 ist so konfiguriert, dass er die Beziehung von Rc×2×Tr/S ≤ N×Hc ≤ RC×2×π/(S/2) erfüllt.In the present exemplary embodiment, for each of the electrical conductor groups 51 one of the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in the radially outer part of a corresponding groove 35 of the stator core 31 and the other of the pair of straight sections 53 becomes in the radially inner part of another corresponding groove 35 of the stator core 31 recorded. In the bent part of the turn section 54 the electrical conductor group 51 is the radially extending part 56 formed which extends along the radial direction and in which the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor group 51 form, are arranged aligned with one another in the circumferential direction. In addition, the radially extending parts are 56 of the winding sections 54 the first electrical conductor groups arranged in alignment with one another in the circumferential direction; and the radially extending parts 56 of the winding sections 54 of the second electrical conductor groups are also arranged in alignment with one another in the circumferential direction. The stator 30th is configured to satisfy the relationship of Rc × 2 × Tr / S N × Hc RC × 2 × π / (S / 2).
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, die axiale Breite des Spulenendes, das aus allen Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 gebildet wird, effektiver zu reduzieren.With the above configuration, it becomes possible to adjust the axial width of the coil end composed of all winding portions 54 of the electrical conductor groups 51 is formed to reduce more effectively.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 der vorbestimmte Abstand C1 vorgesehen.In the present embodiment, between each circumferentially adjacent pair of the bent parts is the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 the predetermined distance C1 intended.
Die gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 werden im Allgemeinen durch Biegen der elektrischen Leitersegmente 52 gebildet. Daher ist es an den gebogenen Teilen der Windungsabschnitte 54 leichter, dass große Dehnungen induziert werden und die Isolierbeschichtungen 52b der elektrischen Leitersegmente 52 beschädigt werden als an den anderen Teilen der Windungsabschnitte 54. Mit dem Abstand C1, der zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 vorgesehen ist, genauer gesagt zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der sich radial erstreckenden Teile 56 der gebogenen Teile, ist es jedoch immer noch möglich, die elektrische Isolierung zwischen den U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 sicherzustellen.The bent parts of the turn sections 54 are generally made by bending the electrical conductor segments 52 educated. Hence it is on the bent parts of the turn portions 54 easier that large strains are induced and the insulating coatings 52b of the electrical conductor segments 52 are damaged than on the other parts of the winding sections 54 . With the distance C1 that between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 is provided, more precisely between each circumferentially adjacent pair of the radially extending parts 56 of the bent parts, however, it is still possible to provide electrical insulation between the U-phase, V-phase, and W-phase windings of the stator coil 32 to ensure.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für jede der elektrischen Leitergruppen 51 einer des Paares gerader Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in dem radial äußeren Teil einer entsprechenden Nut 35 des Statorkerns 31 aufgenommen und der andere des Paares gerader Abschnitte 53 ist in dem radial inneren Teil einer anderen entsprechenden Nut 35 des Statorkerns 31 aufgenommen. Außerdem ist jede der elektrischen Leitergruppen 51 so konfiguriert, dass sie die Beziehung Wcx2 < HcxN erfüllt. Darüber hinaus ist jede der elektrischen Leitergruppen 51 so gebogen, dass die axial innere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der elektrischen Leitergruppe 51, die mit den in Umfangsrichtung inneren Seitenflächen der geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppe 51 verbunden ist, der axialen Endfläche des Statorkerns 31 zugewandt ist.In the present exemplary embodiment is for each of the electrical conductor groups 51 one of the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in the radially outer part of a corresponding groove 35 of the stator core 31 and the other of the pair of straight sections 53 is in the radially inner part of another corresponding groove 35 of the stator core 31 recorded. In addition, each of the electrical conductor groups is 51 configured to satisfy the relationship Wcx2 <HcxN. In addition, each of the electrical conductor groups is 51 bent so that the axially inner side surface of the turn portion 54 the electrical conductor group 51 with the circumferentially inner side surfaces of the straight sections 53 the electrical conductor group 51 is connected to the axial end face of the stator core 31 is facing.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, die axiale Breite der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 effektiver zu reduzieren.With the above configuration, it becomes possible to adjust the axial width of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 reduce more effectively.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Statorspule 32 eine dreiphasige Spule, bei der die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen sternförmig miteinander verbunden sind, um den Neutralpunkt dazwischen zu definieren. Die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die eine gleiche der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 bilden, sind in Reihe miteinander verbunden. Außerdem sind die ersten elektrischen Leitergruppen 51a näher am Sternpunkt angeschlossen als die zweiten elektrischen Leitergruppen 51b (siehe 14).In the present embodiment, the stator coil 32 a three-phase coil in which the U-phase, V-phase, and W-phase windings are star-connected to define the neutral point therebetween. The first and second groups of electrical conductors 51a and 51b that are an equal of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 are connected in series. In addition, the first are electrical conductor groups 51a connected closer to the star point than the second electrical conductor groups 51b (please refer 14th ).
Mit der vorstehenden Konfiguration haben die zweiten elektrischen Leitergruppen 51b ein höheres elektrisches Potential als die ersten elektrischen Leitergruppen 51a. Außerdem ist, wie oben beschrieben, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in jedem Paar der elektrischen Leitergruppen 51 die zweite elektrische Leitergruppe 51b axial innerhalb der ersten elektrischen Leitergruppe 51a angeordnet und von dieser abgedeckt. Folglich wird es möglich, einen ausreichenden Abstand von der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b zu anderen elektrischen Leitergruppen 51 sicherzustellen, die zu einer anderen Phase der Statorspule 32 als die zweite elektrische Leitergruppe 51b gehören, wodurch die Isolationseigenschaften der Statorspule 32 verbessert werden.With the above configuration, the second have electrical conductor groups 51b a higher electrical potential than the first electrical conductor groups 51a . In addition, as described above, in the present embodiment, there is in each pair of the electrical conductor groups 51 the second group of electrical conductors 51b axially within the first electrical conductor group 51a arranged and covered by this. As a result, it becomes possible to have a sufficient distance from the second electrical conductor group 51b to other electrical conductor groups 51 ensure that it leads to a different phase of the stator coil 32 as the second electrical conductor group 51b belong, thereby reducing the insulation properties of the stator coil 32 be improved.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind an den Windungsabschnitten 54 jedes Paares der elektrischen Leitergruppen 51 die axial innere Seitenfläche der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und die axial äußere Seitenfläche der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b axial gegenüberliegend und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zueinander angeordnet. Das heißt, die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b sind so angeordnet, dass sie sich parallel zueinander erstrecken. Folglich wird es möglich, zu verhindern, dass die Windungsabschnitte 54 der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b miteinander in Kontakt kommen, wodurch verhindert wird, dass die Isolierbeschichtungen 52b der elektrischen Leitersegmente 52, die die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b bilden, durch den Kontakt zwischen den Windungsabschnitten 54 beschädigt werden. Alternativ können an den Windungsabschnitten 54 jedes Paares der elektrischen Leitergruppen 51 die axial-innere Seitenfläche der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und die axial-äußere Seitenfläche der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b in Flächenkontakt zueinander angeordnet sein. In diesem Fall ist es möglich, einen größeren Kontaktbereich zwischen der axial-inneren Seitenfläche der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und der axial-äußeren Seitenfläche der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b sicherzustellen als im Fall der Anordnung in Punkt- oder Linienkontakt miteinander; folglich ist es möglich, eine Beschädigung der isolierenden Mäntel 52b der elektrischen Leitersegmente 52, die die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b bilden, aufgrund von Kontakt zwischen den Windungsabschnitten 54 zu unterdrücken.In the present exemplary embodiment, there are winding sections 54 of each pair of the electrical conductor groups 51 the axially inner side surface of the first electrical conductor group 51a and the axially outer side surface of the second electrical conductor group 51b axially opposite and arranged at a substantially constant distance from one another. That is, the winding sections 54 the first and second electrical conductor group 51a and 51b are arranged so that they extend parallel to each other. As a result, it becomes possible to prevent the turn portions 54 the first and second electrical conductor groups 51a and 51b come into contact with each other, thereby preventing the insulating coatings 52b of the electrical conductor segments 52 representing the first and second electrical conductor groups 51a and 51b form by the contact between the winding sections 54 to be damaged. Alternatively, on the turn sections 54 of each pair of the electrical conductor groups 51 the axially inner side surface of the first electrical conductor group 51a and the axially outer side surface of the second electrical conductor group 51b be arranged in surface contact with one another. In this case, it is possible to have a larger contact area between the axially inner side surface of the first electrical conductor group 51a and the axially outer side surface of the second electrical conductor group 51b to be ensured than in the case of arrangement in point or line contact with one another; consequently it is possible to damage the insulating sheaths 52b of the electrical conductor segments 52 representing the first and second electrical conductor groups 51a and 51b form, due to contact between the winding sections 54 to suppress.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst jedes der elektrischen Leitersegmente 52 den Hauptkörper 52a, der aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, und die Isolierbeschichtung 52b, die die Oberfläche des Hauptkörpers 52a bedeckt. Der Isoliermantel 52b ist aus einem elektrisch isolierenden Material mit darin ausgebildeten Freiräumen gebildet.In the present embodiment, each of the electrical conductor segments comprises 52 the main body 52a formed of an electrically conductive material, and the insulating coating 52b that is the surface of the main body 52a covered. The insulating jacket 52b is formed from an electrically insulating material with clearances formed therein.
Bei der vorstehenden Konfiguration können die in den Isolierbeschichtungen 52b der elektrischen Leitersegmente 52 gebildeten Hohlräume kollabieren, wenn die Isolierbeschichtungen 52b z.B. einer äußeren Kraft oder Vibration ausgesetzt werden, wodurch sich die Isoliereigenschaften der Isolierbeschichtungen 52b erheblich verschlechtern. Wie oben beschrieben, sind jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Windungsabschnitte 54 jedes Paares der elektrischen Leitergruppen 51 so angeordnet, dass sie einander axial überlappen; zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 ist der vorbestimmte Abstand C1 vorgesehen. Folglich ist es, obwohl die Isolierbeschichtung 52b aus dem elektrisch isolierenden Material mit darin ausgebildeten Freiräumen gebildet ist, immer noch möglich, die Isolationseigenschaften der Isolierbeschichtungen 52b zu sichern.With the above configuration, those in the insulating coatings 52b of the electrical conductor segments 52 formed cavities collapse when the insulating coatings 52b Eg an external force or vibration are exposed, whereby the insulating properties of the insulating coatings 52b worsen significantly. As described above, however, in the present embodiment, the winding portions are 54 of each pair of the electrical conductor groups 51 arranged so as to axially overlap each other; between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 is the predetermined one distance C1 intended. Consequently it is although the insulating coating 52b is formed from the electrically insulating material with free spaces formed therein, the insulating properties of the insulating coatings are still possible 52b to secure.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, an den Windungsabschnitten 54 jedes Paares der elektrischen Leitergruppen 51 jeweils den elektrischen Leitersegmenten 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, axial gegenüberliegend und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zu ihnen angeordnet (siehe 8).In the present exemplary embodiment, the electrical conductor segments are 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a form, at the turn sections 54 of each pair of the electrical conductor groups 51 each of the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b form, axially opposite and arranged at a substantially constant distance from them (see 8th ).
Mit der vorstehenden Anordnung ist es möglich, eine Beschädigung der Isoliermäntel 52b der elektrischen Leitersegmente 52 zu verhindern und gleichzeitig eine Zunahme der axialen Breite des Spulenendes zu unterdrücken, das aus allen Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 gebildet wird.With the above arrangement, it is possible to prevent damage to the insulating jackets 52b of the electrical conductor segments 52 to prevent and at the same time to suppress an increase in the axial width of the coil end that consists of all winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 is formed.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 der gebogene Teil des Windungsabschnitts 54 so konfiguriert, dass er die erste Biegung 55, den sich radial erstreckenden Teil 56 und die zweite Biegung 57 umfasst. Der Krümmungsradius (oder Rundungsradius R) der zweiten Biegung 57 ist so eingestellt, dass er kleiner ist als der Krümmungsradius der ersten Biegung 55. Außerdem befindet sich die zweite Biegung 57 radial außerhalb der ersten Biegung 55 (siehe 2).In the present exemplary embodiment, there is in each of the electrical conductor groups 51 the bent part of the winding section 54 configured to make the first bend 55 , the radially extending part 56 and the second bend 57 includes. The radius of curvature (or radius of fillet R) of the second bend 57 is set to be smaller than the radius of curvature of the first bend 55 . There is also the second bend 57 radially outside the first bend 55 (please refer 2 ).
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, alle zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51, bei denen der Krümmungsradius relativ klein ist und es daher für die isolierenden Mäntel 52b der elektrischen Leitersegmente 52, die die elektrischen Leitergruppen 51 bilden, leichter ist, während des Biegens der elektrischen Leitergruppen 51 beschädigt zu werden, an einem radial äußeren Teil der Statorspule 32 anzuordnen. Folglich wird es möglich, einen ausreichenden Abstand zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der zweiten Biegungen 57 der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 sicherzustellen, wodurch die Isolationseigenschaften der Statorspule 32 verbessert werden.With the above configuration, it becomes possible to make all second bends 57 of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 , where the radius of curvature is relatively small and therefore it is necessary for the insulating jackets 52b of the electrical conductor segments 52 who have favourited the electrical conductor groups 51 form, is easier, during the bending of the electrical conductor groups 51 to be damaged on a radially outer part of the stator coil 32 to arrange. As a result, it becomes possible to have a sufficient distance between each circumferentially adjacent pair of the second bends 57 of the winding sections 54 of the electrical conductor groups 51 ensure, thereby reducing the insulation properties of the stator coil 32 be improved.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 so geformt, dass der Betrag, um den die Windungsabschnitte 54 radial nach außen aus den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 herausragen, größer ist als der Betrag, um den die Windungsabschnitte 54 radial nach innen aus den Schlitzen 35 herausragen. Mit anderen Worten, die Statorspule 32 wölbt sich nur radial nach außen, nicht radial nach innen von den Schlitzen 35 des Statorkerns 31 (siehe 2).In the present embodiment, the winding sections are 54 of the electrical conductor groups 51 shaped so that the amount by which the winding sections 54 radially outward from the slots 35 of the stator core 31 protrude is greater than the amount by which the turn sections 54 radially inwards out of the slots 35 stick out. In other words, the stator coil 32 bulges only radially outward, not radially inward, from the slots 35 of the stator core 31 (please refer 2 ).
Mit der vorstehenden Konfiguration wird es möglich, zu verhindern, dass die Statorspule 32 von Kontakt mit dem Rotor 40 zu machen. Darüber hinaus wird es auch möglich, einen ausreichenden Abstand zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der gebogenen Teile der Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 zu sichern, während eine Zunahme der axialen Breite des Spulenendes unterdrückt wird, das aus allen Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 gebildet wird.With the above configuration, it becomes possible to prevent the stator coil from 32 from contact with the rotor 40 close. In addition, it also becomes possible to have a sufficient distance between each circumferentially adjacent pair of the bent parts of the turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 while suppressing an increase in the axial width of the coil end that consists of all turn portions 54 of the electrical conductor groups 51 is formed.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rotor 40 so konfiguriert, dass er sich in der vorgegebenen Drehrichtung (d.h. in 2 gegen den Uhrzeigersinn) dreht. In jeder der elektrischen Leitergruppen 51 erstreckt sich der Windungsabschnitt 54 radial nach außen, wenn er sich in der Drehrichtung des Rotors 40 erstreckt. Das heißt, von dem Paar von Umfangsenden des Windungsabschnitts 54 ist das zweite Umfangsende auf der radial äußeren Seite in der Drehrichtung des Rotors 40 vor dem ersten Umfangsende auf der radial inneren Seite angeordnet.In the present embodiment, the rotor 40 configured so that it rotates in the specified direction of rotation (i.e. in 2 counterclockwise). In each of the electrical conductor groups 51 extends the turn portion 54 radially outwards when it is in the direction of rotation of the rotor 40 extends. That is, of the pair of peripheral ends of the turn portion 54 is the second peripheral end on the radially outer side in the rotating direction of the rotor 40 arranged in front of the first peripheral end on the radially inner side.
Mit der vorstehenden Konfiguration ist es im Fall der Kühlung der Statorspule 32 durch Öl einfach für das vom Rotor 40 fließende Öl, durch die Lücken zwischen den Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 zu gelangen und dadurch die Statorspule 32 effektiv zu kühlen. Andernfalls, im Falle der Kühlung der Statorspule 32 durch Luft, ist es für die vom Rotor 40 strömende Luft einfach, durch die Lücken zwischen den Windungsabschnitten 54 der elektrischen Leitergruppen 51 zu gelangen. Folglich kann der Luftwiderstand gesenkt werden, wodurch Windgeräusche, die während der Rotation des Rotors 40 entstehen, unterdrückt werden.With the above configuration, it is in the case of cooling the stator coil 32 by oil simply for that of the rotor 40 flowing oil, through the gaps between the coil sections 54 of the electrical conductor groups 51 to get and thereby the stator coil 32 to cool effectively. Otherwise, in the case of cooling the stator coil 32 by air, it is for those of the rotor 40 flowing air simply, through the gaps between the coil sections 54 of the electrical conductor groups 51 to get. As a result, the air resistance can be decreased, thereby reducing wind noise generated during the rotation of the rotor 40 arise, be suppressed.
Während das obige spezifische Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, ist es dem Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.While the above specific embodiment has been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, changes, and improvements can be made without departing from the spirit of the present disclosure.
[Erste Modifikation][First modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst jedes der elektrischen Leitersegmente 52 den Hauptkörper 52a, der aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, und die Isolierbeschichtung 52b, die die Oberfläche des Hauptkörpers 52a bedeckt. Die Isolierbeschichtung 52b ist aus einem elektrisch isolierenden Material mit darin ausgebildeten Freiräumen gebildet (siehe 6).In the embodiment described above, each of the electrical conductor segments comprises 52 the main body 52a formed of an electrically conductive material, and the insulating coating 52b that is the surface of the main body 52a covered. The insulating coating 52b is formed from an electrically insulating material with free spaces formed therein (see 6th ).
Alternativ kann, wie in 15A gezeigt, jedes der elektrischen Leitersegmente 52 weiterhin eine Isolierbeschichtung 52c ohne darin ausgebildete Hohlräume aufweisen. Darüber hinaus kann die Isolierbeschichtung 52c ohne Hohlräume vorgesehen sein, um die Oberfläche des Hauptkörpers 52a zu bedecken, und die Isolierbeschichtung 52b mit Freiräumen kann vorgesehen sein, um die äußere Oberfläche der Isolierbeschichtung 52c zu bedecken.Alternatively, as in 15A each of the electrical conductor segments is shown 52 furthermore an insulating coating 52c without voids formed therein. In addition, the insulating coating can 52c without cavities to be provided around the surface of the main body 52a to cover, and the insulating coating 52b with clearances can be provided around the outer surface of the insulating coating 52c to cover.
Als weitere Alternative, wie in 15B gezeigt, kann die Isolierbeschichtung 52b mit Freiräumen vorgesehen werden, um die Oberfläche des Hauptkörpers 52a zu bedecken, und die Isolierbeschichtung 52c ohne Hohlräume kann vorgesehen werden, um die Außenfläche der Isolierbeschichtung 52b zu bedecken.As a further alternative, as in 15B shown can the insulating coating 52b with clearances to be provided around the surface of the main body 52a to cover, and the insulating coating 52c without voids can be provided around the outer surface of the insulating coating 52b to cover.
[Zweite Modifikation][Second modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie sie in 8, in jedem Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b die elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, in einer Reihe so ausgerichtet sind, dass die axial inneren und axial äußeren Seitenflächen des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a eine flache Form haben; die elektrischen Leitersegmente 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, in einer Reihe ausgerichtet sind, so dass die axial inneren und axial äußeren Seitenflächen des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b eine flache Form haben; und die axial innere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und die axial äußere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b einander axial gegenüberliegen und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand voneinander angeordnet sind.In the embodiment described above, as shown in 8th , in each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a form, are aligned in a row so that the axially inner and axially outer side surfaces of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a have a flat shape; the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b form, are aligned in a row so that the axially inner and axially outer side surfaces of the winding section 54 the second electrical conductor group 51b have a flat shape; and the axially inner side surface of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a and the axially outer side surface of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b are axially opposite one another and are arranged at a substantially constant distance from one another.
Alternativ können, wie in den 16A-16C gezeigt, in jedem Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe 51a und 51b die elektrischen Leitersegmente 52, die die erste elektrische Leitergruppe 51a bilden, so ausgerichtet werden, dass die axial inneren und axial äußeren Seitenflächen des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a wellenförmig sind; und die elektrischen Leitersegmente 52, die die zweite elektrische Leitergruppe 51b bilden, können so ausgerichtet werden, dass die axial inneren und axial äußeren Seitenflächen des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b wellenförmig sind. Darüber hinaus ist es in diesem Fall wünschenswert, dass die axial innere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und die axial äußere Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b axial einander gegenüberliegen und in einem im Wesentlichen konstanten Abstand voneinander beabstandet sind, wie in den 16A und 16B gezeigt. Im Gegensatz dazu ist es unerwünscht, dass der Abstand zwischen der axial-inneren Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a und der axial-äußeren Seitenfläche des Windungsabschnitts 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b ungleichmäßig ist, wie in 16C dargestellt.Alternatively, as in the 16A-16C shown in each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the electrical conductor segments 52 who have favourited the first electrical conductor group 51a form, are aligned so that the axially inner and axially outer side surfaces of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a are wavy; and the electrical conductor segments 52 who have favourited the second electrical conductor group 51b Form, can be aligned so that the axially inner and axially outer side surfaces of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b are wavy. In addition, in this case, it is desirable that the axially inner side surface of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a and the axially outer side surface of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b axially opposite one another and spaced a substantially constant distance from one another, as in FIGS 16A and 16B shown. In contrast, it is undesirable that the distance between the axially inner side surface of the turn portion 54 the first group of electrical conductors 51a and the axially outer side surface of the turn portion 54 the second electrical conductor group 51b is uneven, as in 16C shown.
[Dritte Modifikation][Third modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie in 12A-12B und 13 gezeigt, ist jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als eine verteilte Wicklung mit vollem Abstand konfiguriert. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 7-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 5-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist.In the embodiment described above, as shown in 12A-12B and 13th each phase winding is the stator coil 32 configured as a fully spaced distributed winding. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 7-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 5-slot division.
Jede Phasenwicklung der Statorspule 32 kann jedoch alternativ auch auf andere Weise gewickelt werden. Außerdem können die Windungsabschnitte 54 der elektrischen Leitergruppen 51 alternativ in anderen Aufteilungen als den 7er- und 5er-Aufteilungen ausgebildet sein.Each phase winding of the stator coil 32 however, it can alternatively be wound in other ways. In addition, the turn sections 54 of the electrical conductor groups 51 alternatively be designed in divisions other than the 7 and 5 divisions.
Zum Beispiel kann, wie in 17A und 17B gezeigt, jede Phasenwicklung der Statorspule 32 alternativ als eine verteilte Wicklung mit kurzem Abstand konfiguriert sein. Insbesondere ist in diesem Beispiel, wie in 17A gezeigt, für jede der elektrischen Leitergruppen 51 (d.h. die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b) einer des Paares von geraden Abschnitten 53 der elektrischen Leitergruppe 51 in einem radial äußeren Teil eines entsprechenden Schlitzes 35 aufgenommen, während der andere des Paares von geraden Abschnitten 53 in einem radial inneren Teil eines anderen entsprechenden Schlitzes 35 aufgenommen ist. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a in einer 6-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b in einer 4-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist. Außerdem sind, wie in 17B gezeigt, in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 die beiden geraden Abschnitte 53, die sich an unterschiedlichen radialen Positionen befinden, durch den Windungsabschnitt 54 auf der ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 17B) des Statorkerns 31 verbunden. Andererseits ist auf der zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 17B) des Statorkerns 31 jedes entsprechende Paar der geraden Abschnitte 53, die zu verschiedenen der elektrischen Leitergruppen 51 gehören und sich an der gleichen radialen Position befinden, durch einen der Verbindungsabschnitte 58 verbunden. Darüber hinaus ist, wie in 17B gezeigt, jede Phasenwicklung der Statorspule 32 auf den Statorkern 31 in einer verteilten Wicklungsweise, insbesondere in einer Wellenüberlappungswicklungsweise, gewickelt.For example, as in 17A and 17B shown each phase winding of the stator coil 32 alternatively, be configured as a distributed, short pitch winding. In particular, in this example, as in 17A shown for each of the electrical conductor groups 51 (ie the first and second electrical conductor groups 51a and 51b ) one of the pair of straight sections 53 the electrical conductor group 51 in a radially outer part of a corresponding slot 35 added while the other of the pair of straight sections 53 in a radially inner part of another corresponding slot 35 is recorded. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed in a 6-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed in a 4-slot division. Also, as in 17B shown in each of the electrical conductor groups 51 the two straight sections 53 located at different radial positions through the winding portion 54 on the first axial side (i.e. the upper side in 17B ) of the stator core 31 tied together. On the other hand, on the second axial side (i.e. the lower side in 17B ) of the stator core 31 each corresponding pair of the straight sections 53 that lead to various of the electrical Leader groups 51 and are at the same radial position by one of the connecting sections 58 tied together. In addition, as in 17B shown each phase winding of the stator coil 32 on the stator core 31 wound in a distributed winding manner, particularly in a wave overlap winding manner.
Alternativ kann, wie in 18A und 18B gezeigt, jede Phasenwicklung der Statorspule 32 auf den Statorkern 31 in einer Wellenwicklung gewickelt werden. Insbesondere in dem in 18A gezeigten Beispiel ist jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als eine wellenförmig gewickelte Vollabstandswicklung konfiguriert. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 7-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 5-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist. Auf der anderen Seite ist in dem in 18B gezeigten Beispiel jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als eine wellengewickelte Wicklung mit kurzem Abstand konfiguriert. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 6-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 4-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist.Alternatively, as in 18A and 18B shown each phase winding of the stator coil 32 on the stator core 31 be wound in a wave winding. Especially in the in 18A The example shown is each phase winding of the stator coil 32 configured as a full pitch wave-shaped winding. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 7-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 5-slot division. On the other hand, in the in 18B Example shown each phase winding of the stator coil 32 configured as a short pitch wave-wound winding. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 6-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 4-slot division.
Als weitere Alternative kann, wie in 19A und 19B gezeigt, jede Phasenwicklung der Statorspule 32 in einer Überlappungswicklung auf den Statorkern 31 gewickelt werden. Insbesondere in dem in 19A gezeigten Beispiel ist jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als eine überlappend gewickelte Vollabstandswicklung konfiguriert. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 7-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 5-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist. Auf der anderen Seite ist in dem in 19B gezeigten Beispiel jede Phasenwicklung der Statorspule 32 als eine überlappend gewickelte Wicklung mit kurzem Abstand konfiguriert. Darüber hinaus ist für jedes Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b der Windungsabschnitt 54 der ersten elektrischen Leitergruppe 51a mit einer 6-Schlitz-Aufteilung ausgebildet, während der Windungsabschnitt 54 der zweiten elektrischen Leitergruppe 51b mit einer 4-Schlitz-Aufteilung ausgebildet ist.As a further alternative, as in 19A and 19B shown each phase winding of the stator coil 32 in an overlap winding on the stator core 31 to be wrapped. Especially in the in 19A The example shown is each phase winding of the stator coil 32 configured as a fully spaced, overlapping winding. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 7-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 5-slot division. On the other hand, in the in 19B Example shown each phase winding of the stator coil 32 configured as a short pitch lap wound winding. In addition, is for each pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b the winding section 54 the first group of electrical conductors 51a formed with a 6-slot division, while the winding section 54 the second electrical conductor group 51b is designed with a 4-slot division.
[Vierte Modifikation][Fourth modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat jedes der elektrischen Leitersegmente 52 eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform (siehe 6).In the embodiment described above, each of the electrical conductor segments has 52 a substantially rectangular cross-sectional shape (see 6th ).
Jedes der elektrischen Leitersegmente 52 kann jedoch alternativ auch andere Querschnittsformen aufweisen, wie z.B. eine kreisförmige, elliptische oder tonnenförmige Querschnittsform, wie in 20A-20C gezeigt.Each of the electrical conductor segments 52 however, it may alternatively also have other cross-sectional shapes, such as a circular, elliptical or barrel-shaped cross-sectional shape, as in FIG 20A-20C shown.
Darüber hinaus können im Fall, dass jedes der elektrischen Leitersegmente 52 eine kreisförmige, elliptische oder tonnenförmige Querschnittsform aufweist, die radiale Dicke Hc und die Umfangsbreite Wc jedes der elektrischen Leitersegmente 52 in den entsprechenden Schlitzen 35 des Statorkerns 31 wie in den 20A-20C gezeigt definiert werden. Genauer gesagt, kann in diesem Fall die radiale Dicke Hc durch die maximale radiale Dicke in jedem der elektrischen Leitersegmente 52 dargestellt werden; und die Umfangsbreite Wc kann durch die maximale Umfangsbreite in jedem der elektrischen Leitersegmente 52 dargestellt werden.In addition, in the event that each of the electrical conductor segments 52 has a circular, elliptical or barrel-shaped cross-sectional shape, the radial thickness Hc and the circumferential width Wc of each of the electrical conductor segments 52 in the corresponding slots 35 of the stator core 31 like in the 20A-20C shown. More specifically, in this case, the radial thickness Hc can be increased by the maximum radial thickness in each of the electrical conductor segments 52 being represented; and the circumferential width Wc can be determined by the maximum circumferential width in each of the electric conductor segments 52 being represented.
[Fünfte Modifikation][Fifth modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die eine gleiche der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 bilden, in Reihe miteinander verbunden (siehe 14).In the embodiment described above, the first and second electrical conductor groups are 51a and 51b that are an equal of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 form, connected in series (see 14th ).
Alternativ kann, wie in 21 gezeigt, jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 eine Vielzahl (z.B. zwei in 21) von Paaren elektrischer Leitergruppen 51 umfassen. Die Paare von elektrischen Leitergruppen 51 sind parallel zueinander verbunden, und jedes Paar der elektrischen Leitergruppen 51 besteht aus einer ersten elektrischen Leitergruppe 51a und einer zweiten elektrischen Leitergruppe 51b, die in Reihe miteinander verbunden sind.Alternatively, as in 21 each of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil is shown 32 a variety (e.g. two in 21 ) of pairs of electrical conductor groups 51 include. The pairs of electrical conductor groups 51 are connected in parallel to each other, and each pair of the electrical conductor groups 51 consists of a first group of electrical conductors 51a and a second group of electrical conductors 51b connected in series.
[Sechste Modifikation][Sixth modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können Überbrückungsdrähte verwendet werden, um jedes entsprechende Paar von Teilen der Statorspule 32 zu verbinden, die in der Umfangsrichtung voneinander entfernt sind; diese Teile können beispielsweise Endabschnitte der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32, einen neutralen Anschluss und U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Anschlüsse der Statorspule 32 umfassen. In diesem Fall, wie in 22 gezeigt, ist es bevorzugt, durch die Überbrückungsdrähte 100 diejenigen der Anschlussabschnitte 58a und 58b der elektrischen Leitersegmente 52 der elektrischen Leitergruppen 51 zu verbinden, die sich radial am weitesten innen in den jeweiligen elektrischen Leitergruppen 51 befinden. Folglich kann verhindert werden, dass die Überbrückungsdrähte 100 radial nach innen oder radial nach außen aus den elektrischen Leitergruppen 51 herausragen, wodurch eine Zunahme der radialen Größe des Stators 30 unterdrückt und eine elektrische Isolierung der Überbrückungsdrähte 100 gegenüber dem Gehäuse 20 und dem Rotor 40 gewährleistet wird. Darüber hinaus können die Überbrückungsdrähte 100 gemeinsame Isolierbeschichtungen mit den Anschlussabschnitten 58 (oder den Anschlussabschnitten 58a und 58b der elektrischen Leitersegmente 52) teilen.In the embodiment described above, jumper wires can be used to separate each corresponding pair of parts of the stator coil 32 to connect distant from each other in the circumferential direction; these parts can, for example, end portions of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 , a neutral terminal, and U-phase, V-phase and W-phase connections of the stator coil 32 include. In this case, as in 22nd As shown, it is preferred through the jumper wires 100 those of the connection sections 58a and 58b of the electrical conductor segments 52 of the electrical conductor groups 51 to connect, which is radially furthest inward in the respective electrical conductor groups 51 are located. As a result, the jumper wires can be prevented from breaking 100 radially inwards or radially outwards from the electrical conductor groups 51 protrude, causing an increase in the radial size of the stator 30th suppressed and electrical insulation of the jumper wires 100 opposite the housing 20th and the rotor 40 is guaranteed. In addition, the jumper wires 100 common insulating coatings with the connection sections 58 (or the connection sections 58a and 58b of the electrical conductor segments 52 ) share.
[Siebte Modifikation][Seventh modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl N der elektrischen Leitersegmente 52, die in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 enthalten sind, auf 4 festgelegt. Außerdem sind die ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b, die eine gleiche der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 bilden, miteinander in Reihe geschaltet.In the embodiment described above, the number of electrical conductor segments is N 52 that are in each of the electrical conductor groups 51 are included, set to 4. In addition, the first and second electrical conductor groups are 51a and 51b that are an equal of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 form, connected in series with each other.
Alternativ kann die Anzahl N der elektrischen Leitersegmente 52, die in jeder der elektrischen Leitergruppen 51 enthalten sind, auf 3 festgelegt werden. Darüber hinaus kann jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 vier Wicklungseinheiten umfassen, die parallel zueinander geschaltet sind und jeweils aus einem Paar der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppen 51a und 51b bestehen, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Darüber hinaus bestehen die Schlitze 35 des Statorkerns 31, wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, aus den Paaren der gleichphasigen Schlitze Su1 und Su2, Sv1 und Sv2 und Sw1 und Sw2 (siehe 12A). Jedes Paar der gleichphasigen Schlitze besteht aus zwei in Umfangsrichtung benachbarten Schlitze 35, die einer gleichen der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 entsprechen. In jedem Paar der gleichphasigen Schlitze (z.B. Su1 und Su2) sind die vier Wicklungseinheiten, die die entsprechende Phasenwicklung (z.B. die U-Phasen-Wicklung) der Statorspule 32 bilden, so angeordnet, dass die Anzahl der geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppen 51 der vier Wicklungseinheiten, die in einem (z.B., Su1) des Paares der gleichphasigen Schlitze aufgenommenen geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppen 51 der vier Wicklungseinheiten gleich der Anzahl der in der anderen (z.B. Su2) des Paares der gleichphasigen Schlitze aufgenommenen geraden Abschnitte 53 der elektrischen Leitergruppen 51 der vier Wicklungseinheiten ist. Mit der vorstehenden Anordnung können die vier Wicklungseinheiten gleichmäßig in dem Paar der gleichphasigen Schlitze aufgenommen werden, wodurch das elektromagnetische Gleichgewicht sichergestellt und der Umlaufstrom im Stator 30 unterdrückt wird.Alternatively, the number N of electrical conductor segments 52 that are in each of the electrical conductor groups 51 should be set to 3. In addition, each of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 comprise four winding units which are connected in parallel to one another and each consist of a pair of the first and second electrical conductor groups 51a and 51b exist, which are connected in series with one another. In addition, the slots exist 35 of the stator core 31 , as described in the previous embodiment, from the pairs of in-phase slots Su1 and Su2, Sv1 and Sv2 and Sw1 and Sw2 (see 12A ). Each pair of the in-phase slots consists of two slots that are adjacent in the circumferential direction 35 that are equal to one of the U-phase, V-phase and W-phase windings of the stator coil 32 correspond. In each pair of in-phase slots (e.g. Su1 and Su2) are the four winding units that form the corresponding phase winding (e.g. the U-phase winding) of the stator coil 32 form, arranged so that the number of even sections 53 of the electrical conductor groups 51 of the four winding units accommodated in one (e.g., Su1) of the pair of in-phase slots 53 of the electrical conductor groups 51 of the four winding units equal to the number of straight sections received in the other (e.g. Su2) of the pair of in-phase slots 53 of the electrical conductor groups 51 of the four winding units. With the above arrangement, the four winding units can be evenly received in the pair of in-phase slots, thereby ensuring the electromagnetic balance and the circulating current in the stator 30th is suppressed.
[Achte Modifikation][Eighth modification]
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die U-Phasen-, V-Phasen-und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 sternförmig miteinander verschaltet. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der Statorspule 32 können jedoch alternativ auch Δ-verschaltet sein.In the embodiment described above, the U-phase, V-phase, and W-phase windings are the stator coil 32 interconnected in a star shape. The U-phase, V-phase, and W-phase windings of the stator coil 32 however, they can alternatively also be Δ-interconnected.
Eine rotierende elektrische Maschine umfasst eine mehrphasige Ankerspule, die auf einen Ankerkern gewickelt ist. Die Ankerspule ist aus elektrischen Leitergruppen gebildet, die jeweils ein Bündel von elektrischen Leitersegmenten sind und ein Paar von Schenkelabschnitten und einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der die Schenkelabschnitte verbindet. Der Verbindungsabschnitt ist radial in Bezug auf eine Umfangsrichtung gebogen. Die elektrischen Leitergruppen sind so gepaart, dass jedes Paar der elektrischen Leitergruppen aus einer ersten elektrischen Leitergruppe und einer zweiten elektrischen Leitergruppe besteht, die beide zu einer gleichen Phase der Ankerspule gehören. Der Umfangsabstand zwischen den Schenkelabschnitten der ersten elektrischen Leitergruppe ist größer als der zwischen den Schenkelabschnitten der zweiten elektrischen Leitergruppe. In jedem Paar der elektrischen Leitergruppen sind die Anschlussabschnitte der ersten und zweiten elektrischen Leitergruppe so angeordnet, dass sie einander axial überlappen.A rotating electrical machine includes a polyphase armature coil that is wound on an armature core. The armature coil is formed from electrical conductor groups, each of which is a bundle of electrical conductor segments and has a pair of leg portions and a connecting portion that connects the leg portions. The connecting portion is bent radially with respect to a circumferential direction. The electrical conductor groups are paired in such a way that each pair of the electrical conductor groups consists of a first electrical conductor group and a second electrical conductor group, both of which belong to the same phase of the armature coil. The circumferential distance between the leg sections of the first electrical conductor group is greater than that between the leg sections of the second electrical conductor group. In each pair of the electrical conductor groups, the terminal portions of the first and second electrical conductor groups are arranged so that they axially overlap one another.
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JP 5702179 B2 [0002]JP 5702179 B2 [0002]